Станину установили на обычный металлический стол. Одну из полусфер укрепили в шарообразной выемке на станине. Вторую подвесили на тросике к потолку. Через систему блоков с помощью ручной авиационной лебедки, установленной в нескольких метрах от стола, верхнюю полусферу можно было поднимать и опускать, фиксируя точно расстояние d между полусферами. Внутрь нижней полусферы вставили мощный полониево-бериллиевый источник нейтронов. Детонатор (уловитель) нейтронов, регистрирующая электронная аппаратура и звуковая сигнализация скорости счета импульсов были установлены чуть поодаль, в трех-четырех метрах от стола.
Курчатов с Харитоном осмотрели внимательно подготовленную установку, обошли вокруг стола. Глядя на примитивные тросики и блоки, Игорь Васильевич не удержался от реплики Флёрову:
— Георгий, техника-то у тебя египетская. Не подведет?
— У меня все будет нормально. Лишь бы Яков Борисович не подкачал со своей электроникой и графиками.
Зельдович, стоящий рядом, обиделся и отошел от стола.
Суть первого эксперимента заключалась в следующем. Сближая постепенно плутониевые полусферы, Флёров должен был искусственно создать систему, которая играла бы роль умножителя нейтронного потока от нейтронного инициатора. Величина этого потока фиксировалась электронной аппаратурой. По мере уменьшения расстояния d между полусферами поток должен возрастать. Таким образом, можно было, произведя несколько замеров для разных значений d, тут же построить график зависимости этих величин. Получающуюся кривую экстраполируют (продолжают) для значений d, близких или даже равных нулю, что соответствовало бы смыканию половин между собой. Если график при d, равном нулю, показал бы бесконечное увеличение потока нейтронов, это говорило бы о том, что сдвинутые вместе плутониевые полусферы превышают критическую массу, поскольку бесконечное увеличение потока нейтронов на графике равнозначно началу цепной реакции в действительности. Флёров был напряжен, но держал себя в руках. После нескольких замеров он спросил у Зельдовича, достаточно ли их количества для построения графика. Зельдович попросил сделать ещё два промежуточных замера.
Экстраполируемая кривая графика показывала на бумаге, что и при расстоянии, равном нулю, критмасса достигнута не будет. Это значило, что можно подойти к столу и сомкнуть половинки. Нейтронного всплеска быть не должно! Зельдович рвался к столу, чтобы продемонстрировать лично истинное величие теории и математических методов. Но Флёров сам крутанул рукоятку, и все увидели впервые не полусферы, а настоящий плутониевый шар — боевой заряд первой советской бомбы РДС-1. Сердечник не взорвался. Это означало, что методика эксперимента может быть применима и ко второй серии опытов.
Теперь предстояла истинная проверка на «крит»…
Критичность в РДС-1, по проекту, должна была достигаться только при определенной толщине экранной оболочки из урана, играющей роль отражателя нейтронов, вылетающих из плутония во время цепной реакции. Эффективность отражателя выражается через коэффициент отражения (альбедо). Он равен отношению числа отраженных нейтронов к числу попадающих в отражатель. Чем больше толщина экрана, тем выше альбедо и тем меньше утечка нейтронов во время цепной реакции.
В бомбе РДС-1 должно было произойти не просто соединение двух плутониевых полусфер, а мощное равномерное обжатие их со всех сторон сферическим урановым экраном-отражателем.
Именно в момент этого обжатия коэффициент размножения уран-плутониевой системы (К) должен был значительно превысить единицу и вызвать мощный взрыв.
Вторая серия опытов Флёрова сводилась к определению искомой (оптимальной) толщины урановой экранной оболочки.
В этой серии опытов в гнездо на станине сначала устанавливалась нижняя урановая полусфера. Затем в её гнездо вставлялся плутониевый шар с инициатором. А верхняя урановая полусфера подвешивалась на трос и могла снижаться до любого уровня. Однако эти опыты были уже чреваты опасностью случайного получения критмассы при некоторых небольших значениях d. Чтобы предохранить себя от возможной оплошности, Флёров на нижнюю (стационарную) урановую полусферу устанавливал ограничительные прокладки на тот случай, если вдруг лебедка прокрутится и верхняя урановая оболочка упадет вниз. Опыты проводились для урановых оболочек разной толщины.
К вечеру эксперимент на «крит» был закончен. Флёров похудел за этот день на четыре килограмма. Ближе к ночи Зельдович обработал данные опытов и представил Харитону точные данные об оптимальной толщине уранового экрана. Этой же ночью состоялась официальная процедура сдачи и приемки готового изделия. Прежде всего, Юлий Борисович потребовал, чтобы каждый из двух сердечников был промаркирован, и это было отражено в заключительном Акте. Несмотря на возражения и опасения некоторых ученых, детали замаркировали обычными стальными клеймами.
Вместе с сердечниками заказчику (Харитону) предъявили всю необходимую документацию и паспорта на материал изделия, а также акты на все мелкие кусочки плутония, из которых были спрессованы сердечники. Каждый акт имел подписи: «Ответственный исполнитель, зам. начальника цеха Н.И.Иванов» и «Ответственный приемщик В.Г.Кузнецов».
Поведение Харитона напоминало в этот момент действия домохозяйки на одесском рынке. Он лично скрупулезно проверил всю документацию. Каждое слово, букву и цифру.
Все данные о деталях были собраны в итоговый документ, который именовался «формуляр». От сдатчиков его подписали Курчатов, Бочвар, Займовский, Славский и Музруков. От КБ-11 — Харитон и Кузнецов.
В ту же ночь плутониевые полушария размером с детский резиновый мячик были аккуратно упакованы в специальную тару с мягким обрамлением.
Эскорт грузовых машин и бронетранспортеров двинулся под утро на выезд из зоны. Все, кто жил в поселке недалеко от дороги, были разбужены ужасным грохотом и рычанием боевых машин. Утром в цехах заводов «А», «Б» и «В» все расспрашивали друг у друга, что же происходило в городе этой ночью?
Боевой заряд РДС-1 был вывезен на военный аэродром. Самолет, взявший курс на Арзамас-16, сопровождали два истребителя. Харитон покидал зону со смешанным чувством. Он был уверен, что атомная проблема в СССР почти уже решена. Но он знал и о многочисленных жертвах на плутониевом комбинате.
Существующая рабочая обстановка в действующих цехах могла бы присниться только в страшном сне. От переоблучения погибли уже десятки людей. А сколько прибавится к ним в ближайшие год-два?
Перед отъездом Харитона был госпитализирован с безнадежным лучевым диагнозом и директор завода «В» З.П.Лысенко (он умер через полтора месяца).
В начале 1949 года было принято несколько принципиальных решений, определяющих сроки и характер испытания.
Наиболее важное решение касалось варианта испытуемого образца.
Старт взрывной реакции деления в АБ может быть получен двумя путями: пушечным сближением фрагментов делящегося материала или уплотнением ядерного вещества.
В конце 1948 года по предложению Зельдовича в КБ-11 попытались рассчитать вероятный КПД для третьего варианта бомбы, в которой использовались бы одновременно эффекты «сближения» и «уплотнения».
В начале 1949 года этот новый вариант АБ был теоретически и экспериментально обоснован и представлен Харитону в отчете-предложении, составленном группой сотрудников КБ-11 (Альтшулер, Забабахин, Зельдович, Крупников). По сути дела, в отчете предлагалась оригинальная конструкция атомной бомбы, более мощной и значительно меньшей по габаритам, чем РДС-1, благодаря очень интересному инженерному предложению Некруткина по надежному обеспечению имплозии.
Это была своя, советская, конструкция атомной бомбы. Перед Юлием Борисовичем возникла альтернатива: испытывать почти разработанную уже бомбу американского образца или задержать испытание на полгода (год?) и взорвать свою, по всей вероятности, более мощную бомбу. Это был тяжелый вопрос для Харитона и Курчатова…
1949 год был определен американцами как секретная историческая дата «X» для возможного нанесения превентивного ядерного удара по семидесяти стратегическим объектам и городам Советского Союза.
Сталин нервничал и торопил Берия. Кредит благосклонного доверия к ученым был почти исчерпан. После весенней антифизической кампании обстановка недоверия и подозрения становилась все явственней. Молчаливое и терпеливое спокойствие Сталина в любой момент могло смениться на суровый гнев. В этих условиях полугодовая задержка могла привести к общему кризису.
Харитон и Курчатов приняли решение не рисковать. Конечно, КПД и мощность являются важнейшими показателями их успеха. И всё-таки главное на этом этапе, чтобы «она» просто взорвалась…
