Todo el potencial de la ciencia soviética se invirtió en el producto RDS-6S.
Se sabe por los documentos de archivo publicados que en el período inicial del Proyecto Atómico Soviético, se desarrollaron dos versiones de la bomba de hidrógeno (VB): la "tubería" (RDS-6T) y la "bocanada" (RDS-6S). Los nombres correspondían en cierta medida a su diseño.
El grupo de Yakov Zeldovich en el Instituto de Física Química (ICP), y luego los científicos del Laboratorio No. 3 y el Laboratorio V, realizaron cálculos del RDS-6T VB en forma de cilindro de pared delgada con un diámetro de 50 centímetros. y una longitud de al menos cinco metros, llenos de deuterio líquido en una cantidad de 140 kilogramos. Según los cálculos, la explosión de esta masa de deuterio equivale a uno a dos millones de toneladas de TNT. Se utiliza una bomba atómica de tipo cañón para iniciar una explosión. Entre la carga de uranio-235 y el deuterio hay un detonador adicional hecho de una mezcla de deuterio y tritio, que reacciona más rápido y a una temperatura más baja que el deuterio puro. Todo el sistema está aislado térmicamente para evitar que el deuterio líquido se evapore durante el transporte. Incluso a partir de esta descripción, presentada por Yakov Zeldovich en la nota "Bomba de hidrógeno deuterio" en febrero de 1950, se puede ver que la implementación del RDS-6T WB con hidrógeno líquido resultó estar asociada con grandes dificultades técnicas.
La ventaja de la "bocanada"
Igor Tamm, Yakov Zeldovich y Andrei Sakharov señalaron en su informe "Modelo del producto RDS-6S" para 1953 que la reacción termonuclear en el deuterio avanza a la velocidad requerida para una explosión solo a temperaturas extremadamente altas, y la posibilidad práctica de mantener ellos aún no han sido probados.
En relación con los resultados negativos de muchos años de cálculos teóricos, el trabajo en el RDS-6T WB fue terminado por la decisión del liderazgo de la URSS MSM en 1954.
La solución para crear un VB en forma de capas alternas de materia fisionable y componentes termonucleares (de ahí el "soplo") fue propuesta por Andrei Sakharov, un empleado del departamento teórico del Instituto de Física de la Academia de Ciencias (FIAN), encabezada por Igor Tamm. El 2 de diciembre de 1948, en una reunión del Consejo Científico y Técnico (STC) del Laboratorio No. 2, se discutió los informes de Zeldovich y Tamm sobre los resultados del estudio del uso de la reacción de fusión de núcleos ligeros para la se llevó a cabo la creación de WB de varios esquemas de diseño.
El protocolo de la reunión del NTS indicó que el consejo considera interesantes los resultados de ambos grupos, pero sobre todo el sistema en forma de columna de capas de agua pesada y A-9 (símbolo del uranio natural), que, según Según cálculos preliminares, puede detonar con un diámetro de columna de unos 400 milímetros. La ventaja de este sistema es la capacidad de utilizar agua pesada en lugar de deuterio, lo que elimina la necesidad de lidiar con hidrógeno a bajas temperaturas.
La decisión del Consejo Científico y Técnico del Laboratorio No. 2 de 1948 indicó la necesidad de concentrar el trabajo del grupo de Tamm en la propuesta de Sajarov y realizar experimentos en FIAN en el equipo de Ilya Frank para estudiar la multiplicación de neutrones en el agua pesada - uranio. sistema, liberando al equipo de científicos de otros trabajos.
Igor Kurchatov y Yuliy Khariton informaron los resultados de esta consideración al jefe de la Primera Dirección Principal (PSU) del Consejo de Ministros (CM) de la URSS, Boris Vannikov, adjuntando un proyecto de resolución del Consejo de Ministros de la URSS, preparado sobre la base de la decisión de la NTS.
La discusión en el seminario científico del Laboratorio No. 2 de los informes de Zeldovich y Tamm sirvió de base para el desarrollo generalizado del trabajo teórico y experimental sobre la creación de la primera bomba de hidrógeno doméstica.
Un paraíso para los teóricos
VB RDS-6S en documentos oficiales se llamaba producto, solo a veces usando su verdadero nombre. El RDS-6S está dispuesto de la siguiente manera: en el centro del sistema de capas alternas de uranio natural y un material ligero formado por una mezcla de deuteruro y trituro de litio-6, se coloca una carga de uranio-235. La superficie de la "bocanada" consiste en un explosivo (explosivo) para iniciar una explosión de una carga nuclear (uranio-235), que provoca un poderoso flujo de energía en forma de neutrones, cuantos y otras partículas. Esto conduce al calentamiento por ionización (compresión) a temperaturas estelares de una capa delgada de combustible termonuclear y una capa de uranio. En este caso, este último se convierte en plasma con el correspondiente aumento de presión, que comprime la capa adyacente de la sustancia ligera. Debido al efecto combinado de la explosión de una carga nuclear y una capa ionizada de uranio, se crean las condiciones para una reacción termonuclear, como resultado de lo cual aumenta la tasa de fisión del uranio por neutrones termonucleares. Una característica de este proceso es que tiene lugar en condiciones extremas: con una alta densidad de liberación de energía en un pequeño volumen de materia a alta temperatura, todo esto se desarrolla en microsegundos, lo que finalmente conduce a un efecto explosivo. El estudio computacional de la física de procesos complejos que ocurren en el Banco Mundial es una manifestación de la inteligencia superior de los científicos, un paraíso para los teóricos, como dijo una vez Andrei Sakharov.
La primera bomba de hidrógeno del mundo RDS-6S.
Prueba de carga realizada el 12 de agosto
1953 en el sitio de pruebas de Semipalatinsk.
Potencia de carga: hasta 400 kT
Foto: Vadim Savitsky
Así, la primera muestra del WB RDS-6S doméstico contenía, además de explosivos, los siguientes materiales nucleares: uranio-235, uranio natural, deuteruro de litio-6 y trituro. Esto permitió asegurar la implementación de los siguientes procesos: una explosión nuclear de una carga central, calentamiento como resultado de estas capas esféricas con deuteruro y trituro de litio-6, una reacción termonuclear con la liberación de energía y la formación de rápidos neutrones, la fisión de núcleos de uranio-238 por neutrones rápidos con la liberación de energía, la interacción del litio 6 con neutrones para obtener una cantidad adicional de tritio y así potenciar la reacción termonuclear primaria.
En una bomba de hidrógeno, ocurren casi simultáneamente numerosas reacciones nucleares, fenómenos hidrodinámicos y procesos térmicos de alta intensidad. Es bastante obvio que, debido a la falta de métodos para su análisis e información confiable sobre las constantes de interacción de partículas, el cálculo de la explosión del WB presentó importantes dificultades teóricas. Sin embargo, los científicos e ingenieros soviéticos lograron crear el primer WB doméstico, que es el dispositivo técnico más complejo del mundo.
Principios de organización del trabajo
La actividad sobre la creación de la primera bomba de hidrógeno en la Unión Soviética tuvo una serie de peculiaridades. En primer lugar, todos los participantes en este trabajo, independientemente de su cargo oficial, tenían un alto nivel de responsabilidad, entendiendo la excepcional importancia político-militar de la presencia de una superbomba como uno de los medios efectivos para proteger al país de amenazas externas.
Por supuesto, la centralización estatal y la coordinación de las actividades de todas las empresas y organizaciones, así como la máxima financiación posible del trabajo, incluidos generosos incentivos materiales por los resultados obtenidos, jugaron un papel muy importante en el éxito. Y todo ello con un estricto control de ejecución. El alto potencial de la ciencia soviética de antes de la guerra, especialmente la física nuclear, y la presencia de un gran número de científicos e ingenieros altamente calificados también fueron de gran importancia.
Los logros de la física nuclear se utilizaron constantemente para resolver problemas urgentes de la defensa del país. En general, sin los resultados de la investigación fundamental, la creación de un producto de alta tecnología como el RDS-6S WB y los subsiguientes modelos mejorados de WB sería imposible. Se sabe que el director del Instituto de Física y Tecnología de Leningrado (LPTI), el académico Abram Ioffe, en los años anteriores a la guerra, fue reprendido por investigar en física nuclear por no dar una solución práctica. Pero fue precisamente la investigación fundamental de antes de la guerra la que permitió a la Unión Soviética obtener armas avanzadas.
Científicos destacados del país de diversas especialidades participaron en la creación del primer Banco Mundial nacional, entre los cuales se deben nombrar, en primer lugar, físicos tan famosos como 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 y otros.
Una característica fundamental del trabajo sobre RDS-6 fue la participación en ellos de un gran número de matemáticos soviéticos altamente calificados, como Nikolai Bogolyubov, Ivan Vinogradov, Leonid Kantorovich, Mstislav Keldysh, Andrei Kolmogorov, Ivan Petrovsky y muchos, muchos otros. Todo el color de la ciencia soviética estuvo involucrado en la creación del primer BM nacional. La participación activa de un gran número de equipos científicos, de diseño e ingeniería y producción del país con personal experimentado permitió resolver las más complejas tareas intensivas en ciencia. La aparición de WB habría sido imposible sin la producción de litio-6, deuterio, tritio y sus compuestos a escala industrial: los componentes principales de las armas termonucleares, los métodos para separar el tritio del litio irradiado, etc.
Se discutieron nuevas ideas, proyectos de instalaciones, planes de trabajo de investigación y desarrollo, informes de directores de institutos sobre el trabajo realizado en seminarios y consejos científicos del Laboratorio No. 2, NTS PGU y NTS en KB-11, etc. Todas las decisiones gubernamentales se redactaron sobre la base de las recomendaciones de NTS PSU y NTS en KB-11 después de la aprobación de la dirección de PSU y el Comité Especial. La práctica de la constante discusión colegiada de nuevas propuestas en las reuniones del STC condujo a la eliminación de una gran brecha entre las ideas y su implementación.
El proyecto atómico soviético se distinguió por un amplio programa de diversas investigaciones fundamentales con la construcción de reactores e instalaciones nucleares experimentales, aceleradores de partículas cargadas, etc., cuyos resultados se utilizaron inmediatamente en el desempeño de tareas específicas. Al mismo tiempo, se gastaron enormes fondos en investigación fundamental.
Personalmente responsable
La solución de las tareas estatales sobre la creación de armas nucleares de hidrógeno fue posible en gran medida gracias a las medidas urgentes del gobierno soviético para organizar una estructura eficaz para el control centralizado del Proyecto Atómico. El 20 de agosto de 1945, el Comité Especial (SK, encabezado por Lavrentiy Beria) fue creado bajo el Comité de Defensa del Estado y la Primera Dirección Principal (PSU, encabezada por el ex Comisario Popular de Municiones Boris Vannikov) bajo el Consejo de Comisarios del Pueblo de la URSS.. Como resultado, se implementó el siguiente ciclo de gestión del Proyecto Atómico: empresas industriales, institutos, organizaciones de diseño - Consejo Científico y Técnico (STC) PGU - PGU - Comité Especial - Consejo de Ministros de la URSS. El trabajo en la creación del WB RDS-6S fue monitoreado constantemente por el Comité Especial y la PGU. Después de la carta de información de Vannikov y Kurchatov sobre la posibilidad fundamental de crear una superbomba, el Comité Especial y la PGU consideraron repetidamente el estado de los desarrollos del BM y, si era necesario, prepararon resoluciones y órdenes del Consejo de Ministros. Durante 1950-1953, se emitieron 26 resoluciones y órdenes del Consejo de Ministros de la URSS sobre cuestiones científicas, de producción y organizativas del desarrollo del WB RDS-6S. No se han emitido tantas decisiones gubernamentales en otras áreas del Proyecto Atómico. La mayoría de ellos se relacionan con el trabajo de KB-11 como principal organismo ejecutor, donde con el tiempo se formó el orden de trabajo, determinado por las resoluciones del Consejo de Ministros de la URSS y órdenes de la dirección de KB-11. El 8 de febrero de 1949, el jefe de KB-11, Pavel Zernov, firmó una orden de trabajo en KB-11 en RDS-6, en cuyo párrafo 1 estaba previsto organizar un grupo “bajo la supervisión directa del diseñador jefe Yu. B. Khariton para un mayor desarrollo de cuestiones sobre la creación de RDS-6 en la siguiente composición: 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 año después, el gobierno nombró a un supervisor científico y a su adjunto responsable de áreas específicas de trabajo. El estatus del supervisor científico, que se introdujo en el Proyecto Atómico Soviético, era muy alto, como lo demuestran, por ejemplo, las actividades de Igor Kurchatov. En la cláusula 2 de la Resolución del Consejo de Ministros de la URSS No. 827-303ss / op "Sobre el trabajo en la creación de RDS-6" de fecha 26 de febrero de 1950, se dice: Khariton, primer supervisor científico adjunto del creación de RDS-6S y RDS-6T, Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas KISchelkina, Supervisor Adjunto de productos RDS-6S, Miembro Correspondiente de la Academia de Ciencias de la URSS IE Tamm, Supervisor Adjunto de la parte teórica del Miembro Correspondiente RDS-6T de la Academia de Ciencias de la URSS Ya. B. Zel'dovich, Supervisores Científicos Adjuntos para la Investigación de Procesos Nucleares MG Meshcheryakov, Candidato de Física y Matemáticas, y GN Flerov, Candidato de Física y Matemáticas.
Asimismo, el decreto aprobó la composición personal de las calculadoras, en el párrafo 4 del cual leemos lo siguiente: “Organizar en KB-11 para el desarrollo de la teoría del producto RDS-6S un grupo de cálculo y teórico bajo el liderazgo de Miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de la URSS I. Ye. Tamm, compuesto por: AD Sakharov - Candidato de Ciencias Físicas y Matemáticas, SZBelenky - Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, Yu. A. Romanov - Investigador, NNBogolyubov - Académico de la Academia de Ciencias de Ucrania, I. Ya. Pomeranchuk - Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, V. N. Klimov - asistente de investigación, D. V. Shirkov - asistente de investigación.
Según el plan 1949-1950
Por lo tanto, además de KB-11, los principales especialistas científicos de los institutos de la Academia de Ciencias de la URSS participaron en el trabajo sobre el RDS-6. Como resultado, bajo la supervisión científica de KB-11 en investigación computacional y experimental en apoyo del proyecto VB RDS-6S, existían las siguientes organizaciones ejecutoras: Instituto de Física (FIAN), Instituto de Problemas Físicos (IPP), Instituto de Física Química (ICP), Laboratorio No. 1, Laboratorio No. 2, Laboratorio "B", Instituto de Matemáticas de la Academia de Ciencias de la URSS con la rama de Leningrado, Instituto de Geofísica de la Academia de Ciencias de la URSS. NII-8, NII-9, LPTI, GSPI-11, GSPI-12, VIAM, NIIgrafit, así como empresas de producción: Cosechadora No. 817, Planta No. 12, Planta No. 418, planta No. 752, Verkhne- Planta metalúrgica de Salda, planta de concentrado químico de Novosibirsk.
El liderazgo administrativo y científico del Proyecto Atómico Soviético se dedicó vigorosamente a organizar el trabajo en la creación del primer WB RDS-6 nacional. La primera reunión de representantes sobre RDS-6 tuvo lugar el 9 de junio de 1949 bajo el liderazgo de Vannikov y Kurchatov en KB-11 (Arzamas-16). Además de los principales científicos del Proyecto Atómico, se invitó a Sajarov. Los participantes del encuentro desarrollaron el "Plan de trabajo de investigación sobre RDS-6 para 1949-1950". (en forma manuscrita, preparado, a juzgar por la caligrafía, por Sajarov), que contempla las siguientes áreas de investigación: reacciones nucleares de núcleos ligeros en RDS-6; la posibilidad de iniciar el RDS-6 utilizando una bomba atómica y explosivos convencionales; el uso de la explosión de una bomba atómica para obtener información sobre la creación de un OE; dinámica de gases del proceso. Junto con el trabajo teórico, también se determinaron los intérpretes y el momento del desarrollo de tecnologías industriales para la producción de tritio, litio-6, deuteruro de litio, deuteruro de uranio, necesarios para la creación de RDS-6.
El modelo de bomba de hidrógeno RDS-6S se probó con éxito en el sitio de pruebas de Semipalatinsk el 12 de agosto de 1953.
La capacidad del primer AB RDS-1 soviético, que era una copia del AB estadounidense, era de 20 mil toneladas de TNT equivalente. El equivalente total de TNT de AB RDS-2 del diseño soviético original fue de 38.300 toneladas. La potencia del primer WB RDS-6S superó el equivalente en TNT del AB RDS-2 en casi 10 veces, lo que sin duda fue un gran logro de los desarrolladores de armas nucleares soviéticos. Posteriormente, los principios de diseño del WB RDS-6S se mejoraron seriamente, esto hizo posible crear un arma más poderosa.
