تم استثمار الإمكانات الكاملة للعلوم السوفيتية في منتج RDS-6S.
من المعروف من الوثائق الأرشيفية المنشورة أنه في الفترة الأولى من المشروع الذري السوفيتي ، تم تطوير نسختين من القنبلة الهيدروجينية (VB): "الأنبوب" (RDS-6T) و "النفخ" (RDS-6S). تتوافق الأسماء إلى حد ما مع تصميمها.
أجرى فريق ياكوف زيلدوفيتش في معهد الفيزياء الكيميائية (ICP) ، ثم علماء المختبر رقم 3 والمختبر الخامس ، حسابات RDS-6T VB على شكل أسطوانة رقيقة الجدران بقطر 50 سم ويبلغ طوله خمسة أمتار على الأقل ، مملوءة بالديوتيريوم السائل بكمية 140 كيلوغراماً. وفقًا للحسابات ، فإن انفجار هذه الكتلة من الديوتيريوم يعادل مليون إلى مليوني طن من مادة تي إن تي. تستخدم القنبلة الذرية من نوع المدفع لبدء الانفجار. بين شحنة اليورانيوم 235 والديوتيريوم يوجد مفجر إضافي مصنوع من خليط من الديوتيريوم والتريتيوم ، والذي يتفاعل بشكل أسرع وعند درجة حرارة أقل من الديوتيريوم النقي. النظام بأكمله معزول حرارياً لمنع الديوتيريوم السائل من التبخر أثناء النقل. حتى من هذا الوصف ، الذي قدمه ياكوف زيلدوفيتش في المذكرة "قنبلة الهيدروجين الديوتيريوم" في فبراير 1950 ، يمكن ملاحظة أن تنفيذ RDS-6T WB مع الهيدروجين السائل اتضح أنه مرتبط بصعوبات فنية كبيرة.
ميزة "النفخة"
أشار إيغور تام وياكوف زيلدوفيتش وأندريه ساخاروف في تقريرهم "نموذج لمنتج RDS-6S" لعام 1953 إلى أن التفاعل النووي الحراري في الديوتيريوم يستمر بالمعدل المطلوب للانفجار فقط في درجات حرارة عالية للغاية ، والإمكانية العملية للمحافظة عليه. لم يتم إثباتها بعد.
فيما يتعلق بالنتائج السلبية لسنوات عديدة من الحسابات النظرية ، تم إنهاء العمل على RDS-6T WB بقرار من قيادة اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية MSM في عام 1954.
الحل لإنشاء VB في شكل طبقات متناوبة من المواد الانشطارية والمكونات النووية الحرارية (ومن ثم "النفخة") اقترحه أندريه ساخاروف ، موظف في القسم النظري في معهد الفيزياء التابع لأكاديمية العلوم (FIAN) ، برئاسة إيغور تام. في 2 ديسمبر 1948 ، في اجتماع المجلس العلمي والتقني (STC) للمختبر رقم 2 ، مناقشة تقارير زيلدوفيتش وتام حول نتائج دراسة استخدام تفاعل اندماج النوى الخفيفة من أجل تم إنشاء WB من مخططات التصميم المختلفة.
أشار بروتوكول اجتماع NTS إلى أن المجلس يعتبر نتائج كلا المجموعتين مثيرة للاهتمام ، ولكن بشكل خاص النظام في شكل عمود طبقات من الماء الثقيل و A-9 (رمز اليورانيوم الطبيعي) ، والتي ، حسب إلى الحسابات الأولية ، يمكن أن تنفجر بقطر عمود يبلغ حوالي 400 ملم. ميزة هذا النظام هي القدرة على استخدام الماء الثقيل بدلاً من الديوتيريوم ، مما يلغي الحاجة للتعامل مع الهيدروجين في درجات حرارة منخفضة.
أشار قرار المجلس العلمي والتقني للمختبر رقم 2 لعام 1948 إلى ضرورة تركيز عمل فريق تام على اقتراح ساخاروف وإجراء تجارب في شبكة المعلومات والعمل بشأن أولوية الغذاء في فريق إيليا فرانك لدراسة تكاثر النيوترونات في الماء الثقيل - اليورانيوم. النظام ، وتحرير فريق العلماء من أعمال أخرى.
أبلغ إيغور كورتشاتوف ويولي خاريتون عن نتائج هذا الاعتبار إلى رئيس المديرية الرئيسية الأولى (PSU) التابعة لمجلس الوزراء (CM) لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، بوريس فانيكوف ، وأرفقا مشروع قرار مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، أعد على أساس قرار NTS.
كانت المناقشة في الندوة العلمية للمختبر رقم 2 لتقارير زيلدوفيتش وتم بمثابة أساس للتطوير الواسع للعمل النظري والتجريبي على إنشاء أول قنبلة هيدروجينية محلية.
جنة للمنظرين
تم استدعاء VB RDS-6S في الوثائق الرسمية منتجًا ، فقط في بعض الأحيان باستخدام اسمه الحقيقي. يتم ترتيب RDS-6S على النحو التالي: في وسط نظام الطبقات المتناوبة من اليورانيوم الطبيعي ومادة خفيفة تتكون من خليط من الديوتريد والليثيوم 6 ترايد ، توضع شحنة من اليورانيوم 235. يتكون سطح "النفخة" من مادة متفجرة (متفجرة) لبدء انفجار شحنة نووية (يورانيوم -235) ، مما يؤدي إلى تدفق قوي للطاقة على شكل نيوترونات وكميات وجسيمات أخرى. هذا يؤدي إلى تسخين التأين (الضغط) إلى درجات حرارة نجمية لطبقة رقيقة من الوقود النووي الحراري وطبقة من اليورانيوم. في هذه الحالة ، يتحول الأخير إلى بلازما مع زيادة مقابلة في الضغط ، مما يضغط على الطبقة المجاورة للمادة الخفيفة. بسبب التأثير المشترك لانفجار الشحنة النووية والطبقة المتأينة من اليورانيوم ، يتم تهيئة الظروف لتفاعل نووي حراري ، مما يؤدي إلى زيادة معدل انشطار اليورانيوم بواسطة النيوترونات الحرارية. ميزة هذه العملية هي أنها تحدث في ظل ظروف قاسية: مع كثافة عالية من إطلاق الطاقة في حجم صغير من المادة عند درجة حرارة عالية ، كل هذا يتطور في غضون ميكروثانية ، مما يؤدي في النهاية إلى تأثير متفجر. الدراسة الحسابية لفيزياء العمليات المعقدة التي تحدث في البنك الدولي هي مظهر من مظاهر الذكاء العالي للعلماء ، جنة للمنظرين ، كما قال أندريه ساخاروف ذات مرة.
أول قنبلة هيدروجينية في العالم RDS-6S.
تم إجراء اختبار الشحن في 12 أغسطس
1953 في موقع اختبار سيميبالاتينسك.
قوة الشحن - تصل إلى 400 كيلوطن
الصورة: فاديم سافيتسكي
وهكذا ، احتوت العينة الأولى من WB RDS-6S المحلي ، بالإضافة إلى المتفجرات ، على المواد النووية التالية: اليورانيوم 235 ، واليورانيوم الطبيعي ، وديوتريد الليثيوم 6 ، والتريتيد. هذا جعل من الممكن ضمان تنفيذ العمليات التالية: انفجار نووي لشحنة مركزية ، تسخين نتيجة لهذه الطبقات الكروية مع الديوتريد والليثيوم 6 ترايد ، تفاعل نووي حراري مع إطلاق الطاقة وتشكيل سريع. النيوترونات ، انشطار نوى اليورانيوم 238 بواسطة النيوترونات السريعة مع إطلاق الطاقة ، تفاعل الليثيوم 6 مع النيوترونات للحصول على كمية إضافية من التريتيوم وبالتالي تعزيز التفاعل النووي الحراري الأولي.
في القنبلة الهيدروجينية ، تحدث العديد من التفاعلات النووية والظواهر الهيدروديناميكية والعمليات الحرارية عالية الكثافة في وقت واحد تقريبًا. من الواضح تمامًا أنه نظرًا لعدم وجود طرق لتحليلها ومعلومات موثوقة حول ثوابت تفاعل الجسيمات ، فإن حساب انفجار الضفة الغربية يمثل صعوبات نظرية كبيرة. ومع ذلك ، تمكن العلماء والمهندسون السوفييت من إنشاء أول WB محلي ، وهو الجهاز التقني الأكثر تعقيدًا في العالم.
مبادئ تنظيم العمل
كان لنشاط إنشاء أول قنبلة هيدروجينية في الاتحاد السوفيتي عدد من الخصائص المميزة. بادئ ذي بدء ، كان جميع المشاركين في هذا العمل ، بغض النظر عن مناصبهم الرسمية ، يتمتعون بمستوى عالٍ من المسؤولية ، وفهم الأهمية العسكرية والسياسية الاستثنائية لوجود قنبلة خارقة كأحد الوسائل الفعالة لحماية البلاد من التهديدات الخارجية.
بالطبع ، لعبت مركزية الدولة وتنسيق أنشطة جميع المؤسسات والمنظمات ، بالإضافة إلى أقصى تمويل ممكن للعمل ، بما في ذلك الحوافز المادية السخية للنتائج التي تم الحصول عليها ، دورًا كبيرًا في تحقيق النجاح. وكل هذا مع رقابة صارمة على التنفيذ. كان للإمكانات العالية للعلوم السوفيتية قبل الحرب ، وخاصة الفيزياء النووية ، ووجود عدد كبير من العلماء والمهندسين المؤهلين تأهيلا عاليا أهمية كبيرة.
تم استخدام إنجازات الفيزياء النووية باستمرار لحل المشاكل العاجلة للدفاع عن البلاد.بشكل عام ، بدون نتائج البحث الأساسي ، سيكون من المستحيل إنشاء منتج عالي التقنية مثل RDS-6S WB ونماذج WB المحسنة اللاحقة. من المعروف أن مدير معهد لينينغراد للفيزياء والتكنولوجيا (LPTI) ، الأكاديمي أبرام إيوفي ، تم توبيخه في سنوات ما قبل الحرب بسبب البحث في الفيزياء النووية لأنه لا يقدم حلاً عمليًا. لكن الأبحاث الأساسية قبل الحرب هي التي سمحت للاتحاد السوفيتي بالحصول على أسلحة متطورة.
شارك علماء بارزون من مختلف التخصصات في إنشاء أول بنك عالمي محلي ، من بينهم ، أولاً وقبل كل شيء ، فيزيائيين مشهورين مثل إيغور كورتشاتوف ، جوليوس خاريتون ، ياكوف زيلدوفيتش ، كيريل شيلكين ، إيغور تام ، أندريه ساخاروف ، فيتالي جينزبورغ ، ليف لانداو ، يفغيني زاباباخين ، يوري رومانوف ، جورجي فليروف ، إيليا فرانك ، ألكسندر شالنيكوف ، وآخرين.
كانت السمة الأساسية للعمل على RDS-6 هي مشاركة عدد كبير من علماء الرياضيات السوفييت المؤهلين تأهيلا عاليا ، مثل نيكولاي بوجوليوبوف وإيفان فينوغرادوف وليونيد كانتوروفيتش ومستيسلاف كيلديش وأندريه كولموغوروف وإيفان بتروفسكي وغيرهم الكثير. شارك لون العلم السوفيتي بأكمله في إنشاء أول WB محلي. إن المشاركة النشطة لعدد كبير من الفرق العلمية والتصميمية والهندسية والإنتاجية في البلاد مع موظفين ذوي خبرة جعلت من الممكن حل أكثر المهام تعقيدًا التي تتطلب كثافة علمية. كان ظهور WB مستحيلاً لولا إنتاج الليثيوم 6 ، والديوتيريوم ، والتريتيوم ومركباتهما على نطاق صناعي - المكونات الرئيسية للأسلحة النووية الحرارية ، وطرق فصل التريتيوم عن الليثيوم المشع ، إلخ.
تمت مناقشة الأفكار الجديدة ، ومشاريع التركيبات ، وخطط أعمال البحث والتطوير ، وتقارير مديري المعاهد عن الأعمال المنجزة ، في الندوات والمجالس العلمية للمختبر رقم 2 ، و NTS PGU و NTS في KB-11 ، إلخ. جميع القرارات الحكومية على أساس توصيات NTS PSU و NTS في KB-11 بعد موافقة قيادة PSU واللجنة الخاصة. أدت ممارسة المناقشة الجماعية المستمرة للمقترحات الجديدة في اجتماعات اللجنة الفنية المتخصصة إلى القضاء على فجوة كبيرة بين الأفكار وتنفيذها.
تميز المشروع الذري السوفيتي ببرنامج واسع من الأبحاث الأساسية المختلفة مع بناء مفاعلات ومنشآت نووية تجريبية ، ومسرعات الجسيمات المشحونة ، وما إلى ذلك ، والتي تم استخدام نتائجها على الفور في أداء مهام محددة. في الوقت نفسه ، تم إنفاق أموال طائلة على الأبحاث الأساسية.
مسؤول شخصيا
أصبح حل مهام الدولة المتعلقة بإنشاء أسلحة هيدروجينية نووية ممكنًا إلى حد كبير بفضل الإجراءات العاجلة للحكومة السوفيتية لتنظيم هيكل فعال للسيطرة المركزية على المشروع الذري. في 20 أغسطس 1945 ، تم إنشاء اللجنة الخاصة (SK ، برئاسة Lavrentiy Beria) في إطار لجنة دفاع الدولة والمديرية الرئيسية الأولى (PSU ، برئاسة مفوض الشعب السابق للذخيرة بوريس فانيكوف) في إطار مجلس الاتحاد السوفياتي لمفوضي الشعب.. نتيجة لذلك ، تم تنفيذ الدورة التالية لإدارة المشروع الذري: المؤسسات الصناعية والمعاهد ومنظمات التصميم - المجلس العلمي والتقني (STC) PGU - PGU - اللجنة الخاصة - مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. تمت مراقبة العمل على إنشاء WB RDS-6S باستمرار من قبل اللجنة الخاصة و PGU. بعد الرسالة الإعلامية من فانيكوف وكورتشاتوف حول الإمكانية الأساسية لإنشاء قنبلة خارقة ، نظرت اللجنة الخاصة ووحدة الأمن العام مرارًا وتكرارًا في حالة تطورات البنك الدولي ، وإذا لزم الأمر ، أعدتا قرارات وأوامر مجلس الوزراء. خلال الفترة 1950-1953 ، تم إصدار 26 قرارًا وأمرًا من مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بشأن القضايا العلمية والإنتاجية والتنظيمية لتطوير WB RDS-6S. لم يتم إصدار مثل هذا العدد الكبير من القرارات الحكومية في مجالات أخرى من المشروع الذري. معظمها يتعلق بعمل KB-11 كمنظمة تنفيذية رئيسية ، حيث تم تشكيل ترتيب العمل بمرور الوقت ، والذي تحدده قرارات مجلس وزراء الاتحاد السوفياتي وأوامر قيادة KB-11.في 8 فبراير 1949 ، وقع رئيس KB-11 ، Pavel Zernov ، على أمر عمل في KB-11 على RDS-6 ، في الفقرة 1 كان من المتصور تنظيم مجموعة تحت الإشراف المباشر لكبير المصممين Yu. B. Khariton لمزيد من التطوير للقضايا المتعلقة بإنشاء RDS-6 في التكوين التالي: Yu. B. Khariton (الزعيم) ، KISchelkin ، Ya. B. Zel'dovich ، NLDukhov ، VI Alferov ، AS Kozyrev ، إي إن فليروف ، إل في ألتشولر ، في إيه تسوكرمان ، ف.أ.ديدينكو ، دي إيه فرانك كامينتسكي ، إيه آي أبراموف.
وبعد مرور عام ، عينت الحكومة مشرفًا علميًا ونائبه مسئولين عن مجالات عمل محددة. كان وضع المشرف العلمي ، الذي تم تقديمه في المشروع الذري السوفيتي ، مرتفعًا للغاية ، كما يتضح ، على سبيل المثال ، من أنشطة إيغور كورتشاتوف. في البند 2 من قرار مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية رقم 827-303ss / المرجع "بشأن العمل على إنشاء RDS-6" بتاريخ 26 فبراير 1950 ، ورد: خاريتون ، النائب الأول للمشرف العلمي لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية إنشاء RDS-6S و RDS-6T ، دكتوراه في العلوم الفيزيائية والرياضية KISchelkina ، نائب المشرف على منتجات RDS-6S ، عضو مراسل في أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية IE Tamm ، نائب المشرف على الجزء النظري من RDS-6T العضو المراسل من أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية يا بي زيلدوفيتش ، نائب المشرفين العلميين للبحث في العمليات النووية م. جي. ميشرياكوف ، مرشح الفيزياء والرياضيات ، وج.
كما وافق المرسوم على التكوين الشخصي للآلات الحاسبة ، وفي الفقرة 4 نقرأ ما يلي: "للتنظيم في KB-11 لتطوير نظرية منتج RDS-6S مجموعة حسابية ونظرية تحت قيادة عضو مراسل في أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية I. Ye Tamm ، ويتألف من: AD Sakharov - مرشح العلوم الفيزيائية والرياضية ، SZBelenky - دكتوراه في العلوم الفيزيائية والرياضية ، Yu. A. Romanov - باحث ، NNBogolyubov - أكاديمي في الأكاديمية الأوكرانية للعلوم ، I. Ya. Pomeranchuk - دكتوراه في العلوم الفيزيائية والرياضية ، V. N. Klimov - باحث مساعد ، D. V. Shirkov - مساعد باحث ".
حسب خطة 1949-1950
وهكذا ، بالإضافة إلى KB-11 ، شارك متخصصون علميون بارزون من معاهد أكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في العمل على RDS-6. نتيجة لذلك ، تحت الإشراف العلمي لـ KB-11 حول البحوث الحسابية والتجريبية لدعم مشروع VB RDS-6S ، كانت هناك المنظمات المنفذة التالية: المعهد الفيزيائي (FIAN) ، معهد المشكلات الفيزيائية (IPP) ، معهد الفيزياء الكيميائية (ICP) ، المعمل رقم 1 ، المعمل رقم 2 ، المعمل "ب" ، المعهد الرياضي لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية مع فرع لينينغراد ، معهد الجيوفيزياء التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. NII-8 ، NII-9 ، LPTI ، GSPI-11 ، GSPI-12 ، VIAM ، NIIgrafit ، وكذلك مؤسسات الإنتاج: الجمع بين رقم 817 ، المصنع رقم 12 ، المصنع رقم 418 ، المصنع رقم 752 ، Verkhne- مصنع سالدا للمعادن ، مصنع التركيز الكيميائي في نوفوسيبيرسك.
شرعت القيادة الإدارية والعلمية للمشروع الذري السوفيتي بقوة في تنظيم العمل على إنشاء أول WB RDS-6 محلي. تم عقد الاجتماع التمثيلي الأول حول RDS-6 في 9 يونيو 1949 تحت قيادة فانيكوف وكورتشاتوف في KB-11 (Arzamas-16). بالإضافة إلى كبار العلماء في المشروع الذري ، تمت دعوة ساخاروف. وضع المشاركون في الاجتماع "خطة عمل بحثي حول RDS-6 للفترة 1949-1950". (في شكل مكتوب بخط اليد ، تم إعداده ، بناءً على خط اليد ، بواسطة ساخاروف) ، يوفر مجالات البحث التالية: التفاعلات النووية للنواة الخفيفة في RDS-6 ؛ إمكانية بدء RDS-6 باستخدام قنبلة ذرية ومتفجرات تقليدية ؛ استخدام انفجار قنبلة ذرية للحصول على معلومات بشأن إنشاء منظمة أصحاب العمل ؛ ديناميات الغاز للعملية.إلى جانب العمل النظري ، تم أيضًا تحديد فناني الأداء وتوقيت تطوير التقنيات الصناعية لإنتاج التريتيوم والليثيوم -6 وديوتريد الليثيوم وديوتريد اليورانيوم اللازمة لإنشاء RDS-6.
تم اختبار نموذج القنبلة الهيدروجينية RDS-6S بنجاح في موقع اختبار سيميبالاتينسك في 12 أغسطس 1953.
كانت سعة أول AB RDS-1 السوفياتي ، والتي كانت نسخة من AB الأمريكية ، 20 ألف طن من مكافئ مادة تي إن تي. بلغ إجمالي مكافئ مادة تي إن تي AB RDS-2 للتصميم السوفيتي الأصلي 38300 طن. تجاوزت قوة أول WB RDS-6S مكافئ TNT لـ AB RDS-2 بنحو 10 مرات ، والذي كان بلا شك إنجازًا كبيرًا لمطوري الأسلحة النووية السوفييتية. بعد ذلك ، تم تحسين مبادئ تصميم WB RDS-6S بشكل خطير ، مما جعل من الممكن إنشاء سلاح أكثر قوة.