Преодоление. Арзамас-16: как это было. Историко-аналитическое исследование

© Никитчук И.И., 2022

© «Родина», 2022

Памяти создателей ядерного щита Родины посвящается

«Атомная бомбардировка двух крупных городов Японии в августе 1945 года известила миру о наступлении новой эры. Возникла опасность одностороннего диктата, подкрепленного обладанием невиданного по своей разрушительной мощи ядерного оружия… Монополия США на атомную бомбу представляла реальную угрозу для нашей безопасности. Создание советской атомной бомбы стало нашей первоочередной национальной задачей…»

От автора

Книга составлена на подлинных архивных документах в прошлом сотрудником Российского Федерального Ядерного центра (РФЯЦ-ВНИИЭФ, г. Арзамас-16).

Приехав в Ядерный центр в 1969 году студентом-дипломником, он проработал здесь почти 30 лет, занимаясь испытаниями ядерных зарядов, в том числе и на атомных полигонах. Ему посчастливилось в производственной и научной деятельности сталкиваться с некоторыми корифеями ядерно-оружейного дела, стоявших у истоков создания советского ядерного оружия. Среди них были и те, кто конструировал и испытывал первую советскую атомную бомбу РДС-1, в их числе директора Ядерного центра Б.Г. Музруков, Е.А. Негин, Л.Д. Рябев, В.А. Белугин, научные руководители ВНИИЭФ Ю.Б. Харитон (главный конструктор первой советской атомной бомбы РДС-1), В.Н. Михайлов, Ю.А. Трутнев, главный конструктор систем автоматики С.Г. Кочарянц, заместитель главного конструктора атомных зарядов Д.А. Фишман, ведущие ученые ядерного центра академик А.И. Павловский, С.М. Кормер и др. Это люди сталинской эпохи, специалисты высочайшего уровня, преданные своему делу и бесконечно ответственные, внесшие огромнейший вклад в становление и развитие наших ядерных сил сдерживания. Будучи заместителем секретаря парткома ВНИИЭФ, вторым, а затем первым секретарем городского комитета КПСС, автору приходилось вместе со многими из них решать не только научные, производственные, но и вопросы социального развития закрытого города.

В книге представлены история вступления человечества в атомный век и научные достижения на этом пути физиков-ядерщиков Запада и Советского Союза, в том числе гениального советского физика И.В. Курчатова. С исторической достоверностью изложена история создания первого «атомного» города нашего Отечества Арзамас-16, становления коллектива ученых КБ-11-ВНИИЭФ, которые в неимоверно трудных условиях, в сжатые сроки сумели преодолеть все трудности и лишить США монополии на обладание ядерного оружия, обеспечив на долгие годы мир для народов СССР, а потом и России. Показана роль в создании ядерного щита руководителей Советского государства – И.В. Сталина, Л.П. Берия, Б.Л. Ванникова, М.Г. Первухина, А.П. Завенягина и др.

Название книги «Преодоление» отражает те трудности, которые пришлось преодолеть советским людям в течение всего ХХ века – трудности научного поиска в раскрытии фундаментальных законов природы, преодоление социальных потрясений, разрухи, голода, нищеты, преодоление внешних угроз, создавая ядерный щит Родины, обеспечивший ее свободу и независимость.

Книга может представлять интерес для широкого круга читателей, а также интересующихся историей создания первого образца советской атомной бомбы РДС-1.

Автор выражает благодарность многочисленным друзьям и соратникам из Ядерного центра (ВНИИЭФ), оказавших помощь в составлении данной книги.

Автор благодарит заместителя Председателя ЦК КПРФ Д.Г. Новикова за поддержку в издании книги.

Особую благодарность автор выражает Председателю ЦК КПРФ, Геннадию Андреевичу Зюганову за финансовую помощь в издании книги.

В.И. Кашин. Создание ядерного щита державы – это настоящий подвиг!

Уединенная, заброшенная авиабаза Аламогордо находится в штате Нью-Мексико, США, в 450 километрах к югу от города Лос-Аламос. Едва ли нужно кому-либо из ядерных вооруженцев объяснять что-то о Лос-Аламосе, этой колыбели американского ядерного оружия.

16 июля 1945 года в Аламогордо сотрудники Лос-Аламосской лаборатории, совместно с Министерством обороны США провели операцию под название «Тринити». Это было впервые в мире. Испытание первой американской атомной бомбы состоялось. Взрыв произвел огромное впечатление на наблюдателей. Один из высокопоставленных военных, не выдержав картины непрерывного увеличения огромного шара, закричал: «Мой бог, эти длинноволосые ошиблись в расчетах».

Однако никто не ошибся. Был взорван заряд имплозивного типа, в котором формирование критической массы осуществлялось за счет всестороннего сжатия плутониевого заряда сходящимся сферическим взрывом. Американцы его назвали «Толстяк».

Более простой и надежный заряд пушечного типа, основанный на сближении начально подкритических частей урана-235 и разработанный одновременно с имплозивным зарядом («Малыш»), был сразу сброшен на Японию, на город Хиросиму 6 августа того же 1945 года. Он нанес огромные разрушения городу, принеся невиданные жертвы его населению. 9 августа американцы сбросили плутониевую бомбу на японский город Нагасаки.

Появление ядерного оружия, как одного из возможных способов использования ядерной энергии в практических целях было довольно естественным следствием развития ядерной физики как науки. Достаточно проследить ее развитие с конца XIX начала XX века.

Открытие 1895 году немецким физиком Рентгеном лучей, получивших название рентгеновских… Открытие 1896 году Беккерелем «лучей урана»… Открытие новых радиоактивных элементов – полония и радия – супругами Кюри в 1898 году… Предложение Резерфорда в 1911 году ядерных моделей атома, опубликование в 1924 году его итоговой работы «Естественное и искусственное разложение элементов», в которой был дан обобщающий анализ опытов по расщеплению ядер альфа-частицами… Открытие англичанином Чэдвиком в 1932 году нейтрона… Длительные исследования взаимодействия ядер с нейтронами, проведенные итальянским физиком Ферми, и открытие немецкими радиохимиками Ганом и Штрассманом деления урана медленными нейтронами… Объяснение этого процесса, данное в 1939 году Мейтнером и Фришем… Работы Ферми и Сцилларда, показавшие, что в каждом акте деления рождается около 3 нейтронов, также способных делить уран и плутоний.

Таким образом, был установлен цепной характер реакции деления, сопровождающейся огромным выделением энергии. Практическое использование этих научных достижений принципиальных затруднений не составляли. Ученые это отлично понимали.

Существовали два пути развития ядерной энергетики. Первый – использование медленной управляемой ядерной реакции в устройствах, именуемых ядерными реакторами, где обеспечивалось получение тепловой энергии для производства электричества; и второй – использование взрывной ядерной реакции огромной разрушительной силы, которую можно применить в военных целях.

Человечество было заинтересовано в мирном пути развития атомной энергетики, однако в Европе уже шла война. Многие физики-ядерщики с началом войны, а некоторые и до нее, эмигрировали из стран фашистского блока и с оккупированных Германией европейских государств, в основном в США.

Ученые-эмигранты, зная, что в Германии ведутся ядерно-физические исследования и опасаясь возможности получения Гитлером ядерного оружия, сделали все от них зависящее, чтобы убедить государственное руководство США, в первую очередь президента Рузвельта, в необходимости начать реализацию военного атомного проекта. И им это удалось.

Наверное, ни в одной стране мира, кроме США, во время войны не удалось бы за такие сроки решить проблему практического овладения атомной энергией. Огромная индустриальная мощь США могла обеспечить решение этой задачи, несмотря на участие этого государству в войне. Была проведена своеобразная мобилизация ученых в университетах США, в основном физиков-ядерщиков, была составлена программа крупных исследований по ряду направлений. Затем был Манхэттенский проект и бригадный генерал Лесли Гровс, руководивший реализацией проекта. Были заводы в Ок-Ридже, Хэнфорде, где производили обогащенный уран и нарабатывали плутоний, был Лос-Аламос, Роберт Оппенгеймер и большая группа выдающихся ученых, работавших с ним. И наконец, было испытание в Аламогордо и два взрыва над Японскими островами.

Американская атомная бомба резко нарушила соотношение военных сил между СССР и США. Атомной бомбе не было альтернативы. СССР был вынужден создавать свое собственное ядерное оружие. И поскольку Совет национальной безопасности США уже начал планировать ядерное нападение на СССР, нужно было торопиться. Ответные меры со стороны СССР были приняты довольно оперативно. Создаются организационно управленческие структуры, Спецкомитет под председательством Л.П. Берия, рабочий орган этого комитета – Первое Главное управление при Совете Народных Комиссаров СССР во главе с Б.Л. Ванниковым.

Еще в 1943 году Государственным комитетом обороны было принято решение об организации лаборатории № 2 Академия наук СССР под руководством Игоря Васильевича Курчатова. Это был первый и основной научно-технический центр по разработке ядерного оружия. Лаборатория № 2 работала в кооперации с группой оборонных заводов в городе Москве. Создавалась модель бомбы в 1/5 натуральной величины, но уже вскоре началась работа с изделием натуральных размеров. Сразу потребовалось проведение мощных взрывов обычных взрывчатых веществ. Возникла проблема создания конструкторского бюро, расположенного в таком месте, которое было бы достаточно удалено от крупных населенных пунктов, но одновременно находилось бы близко от Москвы. Оно было организовано в апреле 1946 года в поселке Сарова, Темниковского района, Мордовской АССР. Номерной знак этого КБ был 11. А называлось оно в разные времена по-разному. База 112 Главстроя СССР, Приволжская контора Главгорстроя СССР, просто номерные почтовые ящики. Сейчас это Российский федеральный ядерный центр, Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (ВНИИЭФ) в городе Сарове (Арзамас-16).

Первым директором института был заместитель наркома танковой промышленности Павел Михайлович Зернов. Первым научным руководителем и главным конструктором был академик Юлий Борисович Харитон.

Следует заметить, что параллельно были организованы многие другие научно-исследовательские, технологические, конструкторские, проектные организации, обеспечившие создание всей атомной промышленности СССР.

Арзамас-16 стал со временем главным центром по разработке и изготовлению опытных образцов ядерного оружия. Здесь были собраны со всей страны замечательные специалисты, мастера своего дела, создатели и творцы. Испытания и исследования первого атомного заряда велись с величайшим напряжением сил. Огни в корпусах исследователей и в цехах заводов не гасли до поздней ночи. Определенную роль в ускорении работ сыграла и разведывательная информация из США, сообщавшаяся нам политическими единомышленниками из недр американского атомного проекта. Официальные же руководители союзных нам держав решили не передавать СССР никакой научно-технической информации.

В итоге первая советская атомная бомба была успешно испытана 29 августа 1949 года на полигоне № 2 Министерства обороны в районе города Семипалатинска. 25 сентября 1949 года было опубликовано сообщение ТАСС по поводу заявления президента США Гарри Трумэна об атомном испытании в СССР. В нем, в частности, говорилось: «Что же касается производства атомной энергии, то ТАСС считает необходимым напомнить о том, что еще 6 ноября 1947 года министр иностранных дел СССР Вячеслав Михайлович Молотов сделал заявление относительно секрета атомной бомбы сказав, что этого секрета давно уже не существует». Это заявление означало, что Советский Союз уже открыл секрет атомного оружия и он как бы имеет в своем распоряжении это оружие. Да, действительно, в 1947 году секрета ядерного оружия не существовало, но не существовало в СССР и самого ядерного оружия. Оно появилось в 1949 году.

Однако все, что происходило за двумя рядами колючей проволоки и следовой полосой, окружавших Арзамас-16, было окутано глубочайшей тайной. Режим секретности, который умели создавать специалисты из госбезопасности, был реализован в полной мере. Коллеги аналогичных служб в Лос-Аламосе дали хороший пример, также намертво закрыв национальный центр ядерного оружия.

Данной книгой предпринята попытка дать объективное, правдивое изложение истории создания первой атомной бомбы СССР. Она составлена бывшим сотрудником ВНИИЭФ с широким использованием подлинных исторических документов. Книга передает напряженную атмосферу творческого поиска в коллективе ученых, моральное удовлетворение достигнутыми успехами, переживания неудач и общего ликования после успешного испытания в августе 1949 года первой советской атомной бомбы РДС-1. Долг перед народом и страной был выполнен. Общегосударственная задача, поставленная перед специалистами-ядерщиками КБ-11 была оперативно решена. Книга даст читателю возможность получить истинные представления о масштабах сделанной работы и атмосфере первых лет существования советского атомного оружейного проекта.

Мне посчастливилось побывать в некоторых закрытых городах бывшего Минсредмаша, в том числе и в Арзамасе-16, повстречаться с учеными, разработчиками ядерного оружия, с жителями этих городов, ознакомиться с научно-исследовательской базой. Впечатлила чистота и какой-то особенный уют ядерных городов, построенных добротно по проектам ленинградских архитекторов. В памяти остаются многочисленные встречи с руководством Минсредмаша, включая легендарного министра Минсредмаша Ефима Павловича Славского, который оказывал огромную шефскую помощь предприятиям и хозяйствам других отраслей, а также со Львом Дмитриевичем Рябевым и другими работниками атомной отрасли.

Созданный учеными, инженерами и рабочими атомной отрасли ядерный щит державы – это настоящий подвиг, которым мы должны гордиться и быть благодарными за возможность жить под мирным небом.

Глава 1. На пороге атомного века

Ядерное оружие – неотъемлемая часть современного мирового существования, та реальность, которая определяет очень многое в нынешних судьбах человечества и его будущем. Чего больше принесла человеку разгадка тайн атомного ядра? Могущества или бед? Всесилия или фатальной беспомощности перед той внутренней логикой развития, которую обрела ожившая атомная энергия?

На эти вопросы люди, сведущие и абсолютно незнакомые с проблемой, отвечают по-разному. Но каждый, кто пытается найти ответы, неизбежно обращается к истокам предыстории ядерной эпохи. Когда она наступила? Была ли неизбежно вызвана железной поступью общечеловеческого прогресса или люди не ведали, что творили, попав в конце концов в западню собственной безответственности?

Наверное, ни один из ровесников ХХ века, даже самый прозорливый, вначале не предполагал, что, перешагнув рубеж XIX и XX веков, мир начал отсчет не просто нового столетия, а новой эры.

Массовое и шоковое прозрение наступило много позже, в августе 1945 года, когда в результате американского применения нового всепожирающего оружия два японских городов – Хиросима и Нагасаки – стали пепелищами. Прошло всего 90 дней после 9 мая, отмеченного знаком Великой Победы над фашизмом, и вновь над миром нависла тень безумия, теперь ядерного кошмара. Отныне все, что связано с атомной энергией, человеческая память хранит там, где таятся эти кошмары. Но справедливо ли это? И не связано ли неотвратимо и накрепко будущее человечества с этим джинном?

Да, лик прогресса, который принес в мир энергию атома и предстал в 1945 году в виде смерча атомного гриба, оказался устрашающе безобразен. Научно-технический прогресс дал продукт не обнадеживающий, а пугающий, непредсказуемый. Кто же виноват в этом? Может быть, те люди, которые дали человечеству этот продукт? И недостойные ли они в этом случае участи Прометея?

Если так подходить к первопричинам ядерного миробытия, то придется призвать к ответу и судить человеческий разум. Именно он, движимый извечным стремлением раскрыть, понять, объяснить очередную загадку природы (благодаря этому род людской и развивается) привел к поворотному пункту всю мировую историю. И на переднем крае этого прорыва более высокой ступени постижения всего сущего находились ученые-атомщики. Первоначально они совершенно не предполагали, что энергия ядра может быть использована в иных, кроме созидательных, целей. Физики занимались своим делом, углубляя и расширяя представление людей об окружающем их мире, открывая новые ранее невиданные возможности для процветания цивилизации.

Эта благородная цель, характерная, разумеется, не только для физиков ХХ века, но и для науки в целом и во все времена, не исчерпывает, однако, всего комплекса побудительных мотивов деятельности ученых. Как и в любом другом виде творчества, в науке властвуют особые ценности. Они способны дать духовное удовлетворение тем, кто ею занимается. Как справедливо замечал Чарльз Сноу, «наукой можно наслаждаться».

Основоположник атомных исследований Резерфорд был убежден, что достижения ядерной физики вовсе не связаны с поисками новых источников энергии или стремлением получить дорогие, редкие элементы. Причина лежит глубже. Она обусловлена захватывающей увлекательностью проникновения в одну из сокровеннейших тайн природы.

Хорошо известно высказывание одного из выдающихся физиков Э. Ферми, относящееся к тому времени, когда было уже понятно, что такое ядерное оружие: «Прежде всего, это хорошая физика». И этим все сказано!

Сам факт вступления человечества в новую эру, когда ядерное присутствие стало реальным элементом его жизни, источником как новых достижений, так и новых колоссальных трудностей (включая вопрос выживания), ученые-историки науки датируют по-разному. Так, когда же эта эра наступила? Каскад блестящих фундаментальных открытий уже на рубеже двух веков и в первое десятилетие следующего ХХ столетия обеспечил прорыв в новое миросуществование. В этот период теоретическая физика заняла лидирующие позиции в естественнонаучном знании. Она их удерживала и укрепляла в течение довольно длительного этапа новейшей истории науки.

Многие открытия начального этапа развития физики ХХ века носили по-настоящему эпохальный характер. Вот только некоторые из них: открытие Рентгеном Х-лучей, названных его именем (первая среди физиков Нобелевская премия в 1901 году), открытие полония и радия и естественной радиоактивности урана Беккерелем, Кюри, Склодовской-Кюри (Нобелевская премия в 1903 году), открытие первой элементарной частицы, входящей в состав атома, – электрона Томпсоном (Нобелевская премия в 1906 году), открытие Гессом космических лучей (Нобелевская премия в 1936 году), создание общей и специальной теории относительности и формулировка закона взаимосвязи массы и энергии А. Эйнштейном, что легло в основу всей ядерной физики (Нобелевская премия в 1921 году), создание квантовой модели атома Нильсом Бором, открывшим новый этап в развитии атомной теории (Нобелевская премия, в 1900 году).

Не происходило года без новых физических «откровений», и физика очень быстро стала одной из увлекательнейших областей научного поиска. Она как магнит притягивала ученых-исследователей. В известной мере это было полной неожиданностью, так как в конце XIX века прочно утвердилось представление о том, что физика практически «закончена». Получилось иначе – под давлением нового знания это мнение рассыпалось в прах. Классическая физическая теория, занимавшаяся исключительно изучением тех явлений, которые происходят в окружающем человека макромире, оказалась беспомощной в объяснении результатов, полученных в ходе исследования микромира атомов и молекул. Началось накопление нового экспериментального материала, анализ которого ложился в основу постепенного оформления принципов современного физического мировоззрения.

Первая модель атома была создана Томпсоном в 1903 году. В история науки она получила название «пудинг с изюмом». Атом представлялся сферой, равномерно заряженной положительным электричеством, в которую «воткнуты» отрицательно заряженные электроны. При равенстве отрицательных и положительных зарядов атом оказывался нейтральным. В 1911 году было открыто атомное ядро и создана планетарная модель атома – модель Резерфорда. Термин ядро стал одним из основных понятий современной физики. 1914 годбыл ознаменован еще одним важным открытием. Резерфорд разгадал тайну положительного заряда ядра атома, открыв протон. Теперь стали известны две элементарные частицы, входящие в состав атома – электрон и протон. Через 5 лет Резерфорд достиг апогея своей научной славы, осуществив первую искусственную ядерную реакцию – азот был превращен в кислород. В течение нескольких последующих лет он добился экспериментального доказательства возможности превращения еще семнадцати других элементов. Основы современной физики ядра приобретали все более ясные очертания.

В 1920 году великий английский физик предсказал существование электрической нейтральной тяжелой микрочастицы – «нулевого элемента», что нашло свое экспериментальные подтверждения чуть больше 10 лет спустя.

Эти 10 лет – двадцатые годы ХХ столетия были противоречивым периодом развития атомной теории. С одной стороны, царила атмосфера беспрецедентного творческого оживления, физики бурно дискутировали, обсуждая новые теории и последние экспериментальной данные.

С другой стороны, лавинообразный характер открытий кратковременно сменился некоторым затишьем. Но это была тишина перед бурей. Атака на ядро продолжалась, совершенствовались и ее «орудия». Длительное время главным из них были альфа-частицы, которыми ученые бомбардировали ядро. Эти частицы имеют одинаковый с ядром заряд – положительный, поэтому для их взаимодействия с ядром необходимо преодолеть взаимное отталкивание, что требует большой энергии, для чего создавались дорогостоящие специальные устройства (ускорители). Исследовательской мысли и эксперименту нужен был более мощный таран. До поры до времени он был неизвестен, но уже предсказан Резерфордом. Поиском этого элемента занимались многие физики. Успех «достался» английскому ученому, работавшему в Кавендишской лаборатории Кембриджского университета, ставший альма-матер для многих открытий и многих звёзд первой величины физического научного мира. В 1932 году Чедвик открыл нейтрон и через три года это достижение было отмечено Нобелевской премией.

Итак, миру была представлена следующая элементарная частица с массой примерно равной массе протона, но без электрического заряда, то есть нейтральная, а значит и более эффективная для воздействия на ядро атомов. Новое «орудие» было найдено, а вместе с ним появилась новая физика – нейтронная. Предположение, высказанное в 1923 году де Бройлем о том, что сочетание волновых и корпускулярных свойств характерно не только для света, но и для микрочастиц, положило начало еще одному самостоятельному разделу новый физики – квантовой механике.

Начало 30-х годов стало поистине «даром небес» для физиков. Первый циклотрон, построенный Лоуренсом и Ливингстоном (Нобелевская премия в 1939 году), первые ядерные превращение под действием нейтронов в исследованиях англичанина Фрезера, австрийского физика Майтнера, американца Харкинса. В это же время, независимо друг от друга, физики Иваненко (СССР) и Гейзенберг (Германия) сделали заключение о том, что нейтроны, наряду с протонами, входит в состав ядра атома.

Сама логика развития ядерной физики породила своеобразную тенденцию в исследовательской практике. Естественный нормой стал параллелизм. Ученые разных стран с незначительным разрывом во времени или даже одновременно получали одинаковые результаты, приходили к одним и тем же выводам.

Началась эра ядерных исследований с использованием потока частиц и, может быть, уже тогда мир преступил черту безъядерного бытия. Возможно несколько позже, в период, когда события в ядерной физике стали нарастать как снежный ком, а факты и явления обретать свое теоретическое объяснение, опрокидывавшее старые понятия и взгляды. Часто эксперимент шел впереди теории, но их связь оставалась неразрывной, приобретая отличительные черты современной физики. Накопление не объяснённых экспериментальных результатов заставляло ученых искать принципиально новые теории. В свою очередь, блестящие гипотезы, догадки подталкивали эксперимент. Итогом этого стало быстрое обогащение естественнонаучного знания.

Да, есть все основания утверждать, что никогда за ХХ век физика не шагала вперед столь быстро, как во время его первой трети.

В эти три «золотых» для ядерной физики десятилетия ХХ века 30-е годы занимают особое место. Их выделяет не только максимальная насыщенность событиями, но и их кардинальность в плане научном и политическом.