Сталин и бомба. Советский Союз и атомная энергия. 1939-1956

Харитон мог привлечь к работе специалистов из Института химической физики, где сложилась очень сильная школа в области теории взрывов и детонации. В докладе Центрального разведывательного управления (ЦРУ) от 1949 г. отмечено, что «вклад советских ученых в основополагающую физическую, химическую и математическую теории, теорию плазмы, взрывов и детонации высоко ценился американскими учеными»^{1046}. Одной из характерных черт этой школы было тесное взаимодействие между физиками-теоретиками и экспериментаторами. Харитон работал в тесном сотрудничестве с Зельдовичем, разрабатывая теорию ядерных цепных реакций, представленную в серии статей 1939–1941 гг. Зельдович был одним из наиболее разносторонних теоретиков своего поколения. (Когда английский физик Стивен Хокинг встретился с ним в 80-х годах, то сказал ему: «Я удивлен, что вижу вас в одном лице, а не в виде Бурбаки», — имея в виду группу французских математиков, публиковавшихся под одним именем.) Зельдович разрабатывал теорию детонации еще перед войной

^{1047}. Теперь он был назначен руководителем теоретического отдела КБ-11. Основными сотрудниками его отдела были Д.А. Франк-Каменецкий (пришедший вместе с ним в Арзамас-16 из Института химической физики), Н.А. Дмитриев и Е.И. Забабахин^{1048}

. Зельдович и его сотрудники стремились изучить, как будет вести себя плутоний под давлением в несколько миллионов атмосфер, когда возникают температуры в миллионы градусов, а металлы становятся столь же текучими, как и жидкости. Они занимались также и расчетами критической массы.

Одним из первых, кого пригласил к себе Харитон, был В.А. Цукерман, работавший в Институте машиноведения. Цукерман, будучи фактически слепым (ему помогала в работе его жена 3. М. Азарх), разработал метод рентгено-фотографического анализа процесса разрушения брони. Во время войны Харитон убедился в важности этого метода как диагностического инструмента, с помощью которого можно исследовать обычные взрывы, и в декабре 1945 г. пригласил Цукермана и его лабораторию присоединиться к работам по атомной бомбе. Поскольку рентгеновские лучи позволяют обнаружить различие в степени плотности, с их помощью можно увидеть, как детонационная волна движется во взрывчатом веществе, и исследовать, как будет сжиматься плутониевая сердцевина бомбы. В своем новом исследовании Цукерман должен был «научиться работать с высокими давлениями, космическими скоростями, регистрировать процессы, длящиеся микросекунды, изучать свойства многих веществ — металлов, ионных соединений, минералов и горных пород при экстремально высоких давлениях»^{1049}. Он разработал установку, которая, используя микросекундные рентгеновские импульсы, отслеживала быстропротекающие детонационные процессы и анализировала имплозию железа, бронзы и других материалов. Расчеты, проведенные группой Зельдовича, показали, что мощные взрывчатые вещества должны детонировать одновременно — чтобы затем возникла ударная волна, которая уплотняла бы плутоний. Все высокоэффективные взрывчатые вещества должны детонировать за время меньше микросекунды. Даже лучшие взрыватели, бывшие на вооружении Советской армии, не удовлетворяли этим требованиям. В КБ-11 уже более года велись интенсивные исследования, когда для решения этой проблемы в 1948 г. был привлечен В.С. Комельков. Работая в области электрофизики, он спроектировал новые взрыватели, которые могли быть приведены в действие синхронно

^{1050}. За нейтронный инициатор, располагавшийся в центре бомбы и призванный запустить цепную реакцию в строго определенный момент времени, отвечал В. Давиденко, начавший работать в Лаборатории № 2 в 1943 г. и позднее переехавший в Арзамас-16^{1051}

.

Летом 1946 г. Харитон подготовил документ, названный «Техническим заданием», в нем были сжато изложены технические требования к атомной бомбе — КПД, размеры, условия безопасности и т. д. Документ был подписан Зерновым и Харитоном и направлен на одобрение правительства^{1052}. «Задание» касалось создания как урановой, так и плутониевой бомбы. Это позволяет предположить, что если бы не возникшие трудности с газодиффузионным заводом, то бомба из урана-235 пушечного типа была бы испытана первой. Хотя оказалось, что разделение изотопов осуществить труднее, чем получить плутоний, сама конструкция бомбы пушечного типа из урана-235 была намного проще, чем плутониевая бомба. Ученые в Лос-Аламосе даже не считали необходимым испытывать бомбу из урана-235 перед тем, как ее использовать, но они полагали необходимым испытать плутониевую бомбу. В случае советского проекта плутоний был получен раньше, чем пригодный для бомбы уран.