Тестирование двух идентичных половинок плутониевого «шарика» на критическую массу было не только ответственно, но и так же опасно. Прежде всего для того, кто будет проводить эксперимент.
Из данных разведки Харитон и Курчатов знали точную величину критмассы плутония. Расчеты КБ-11 под руководством Зельдовича вроде бы подтверждали эти цифры. Но можно ли было на 100 % быть уверенными, что при соединении полусфер получится надкритическое состояние – насколько чист полученный плутоний?
Опять же по расчетам Зельдовича, сердечники при соединении не должны были дать взрыва: для него к потоку нейтронов требовалось «подлючить» оболочку из природного урана. Но это расчеты, пусть и многократно перепроверенные. А впереди был опыт – «сын ошибок трудных».
В фильме «Бомба» момент этот показан весьма романтично – через выдуманного персонажа – освобожденного по ходатайству Харитона из лагеря талантливого физика Михаила Рубина. Ему к моменту испытания заряда на «крит» уже не очень хочется жить после гибели возлюбленной заключенной. К тому же научная честность не позволяет ориентироваться лишь на промежуточный результат с теоретической экстраполяцией. Рубину нужно убедиться в 100‐процентном успехе – зафиксировать цепную ядерную реакцию при соприкосновении двух плутониевых полусфер. Поэтому после того, как успешно прошло контрольное сближение и был зафиксирован резко возрастающий поток нейтронов при уменьшении расстояния между сердечниками (остальное можно просчитать на бумаге по формулам), он нарушает приказ Курчатова. На свой страх и риск, взяв в помощники другого вымышленного героя – лаборанта Яна Ганичева, отправляет его следить за показаниями приборов. Сам же до конца соединяет половинки заряда бомбы – видит голубое свечение и получает дозу облучения, несовместимую с жизнью.
На самом деле подобное «отважное» самоуправство на объекте было исключено. Испытания на критическую массу проводил Георгий Флёров – сотрудник КБ-11, открывший еще в 1940 году вместе с Константином Петржаком спонтанное деление урана и ставший одним из инициаторов советского Атомного проекта. Эксперименты под внимательным руководством Курчатова велись в несколько итераций с возрастающей массой плутониевых заготовок. На проведение главного испытания в специальном здании, выстроенном поодаль от других на объекте 817, собралось все начальство, включая Музрукова, Завенягина, Ванникова и Славского. Они находились в «командной» комнате, имеющей связь с подвалом, в котором физическое сближение полусфер ядерного заряда по командам сверху осуществлял Флёров. Он сам сконструировал дистанционный датчик нейтронного фона, который, будучи установленным около заряда, мог передавать информацию в командный бункер.
На металлическом столе была укреплена станина с шарообразной лункой, в которой покоилась одна плутониевая полусфера. Внутрь ее вставили мощный полониево-бериллиевый источник нейтронов, который играл роль умножителя нейтронного потока. Другая половинка была подвешена прямо над ней к потолку на тросе – так, что ее через систему блоков можно было ручной лебедкой аккуратно поднимать и опускать.
Доподлинно известно, что эту механику «Борода» с улыбкой назвал «египетской». Но курчатовская улыбка и шутка лишь смягчали общее напряжение. Случайного атомного взрыва, конечно, никто не ждал, но волнение было большое – и за результат испытания, и за Флёрова, который действительно рисковал получить недопустимое облучение при сближении сердечников. Ну и потом мало ли что…
Эксперимент прошёл удачно. После нескольких сближений-удалений будущий академик Яков Зельдович тут же вывел график, из которого следовало, что сближение вплотную полусфер не превратит общую массу в надкритическую, то есть безопасно. Рвался сам подтвердить свои расчеты опусканием лебедки, но Флёров не стал его дожидаться – резко выкрутил ручку лебедки, соединив полушария в шар. Все ахнули, но ничего не случилось – расчеты Якова Борисовича были, как всегда, верны.
Ванников облегченно выматерился и вышел вслед за Завенягиным и Курчатовым, которые уже продували на улице очередные «успокаивающие» папиросы. Славский последовал за ними, хотя не курил.
Впрочем, на этом все не закончилось – последовал следующий, конечный и еще более опасный тест – на сближение уже цельного плутониевого «ядра» с урановой оболочкой – отражателем. Теперь на станине установили серебристый шар из соединенных половинок со вставленным инициатором. Под ним находилась одна урановая полусфера, а другую Флёров так же лебедкой опускал вниз с замером потока нейтронов. Это была уже имитация реального ядерного взрыва, который должен был последовать после слияния плутониевых половинок в результате их мощного равномерного обжатия со всех сторон сферическим урановым экраном, призванным не дать нейтронам «убежать» наружу при цепной реакции.
Страхуясь от случайного (вдруг рука дрогнет!) падения верхней урановой оболочки на шар, Георгий Николаевич установил между нижней урановой полусферой и плутониевым зарядом многослойную прокладку-экран, смягчившую бы нейтронный поток в случае чего. В итоге эксперимента следовало определить оптимальную толщину уранового экрана, остановив его сближение с плутонием на достаточной для расчета и безопасной от реального взрыва высоте. Речь шла о сантиметрах!
Георгий Николаевич Флёров.
[Из открытых источников]
Яков Борисович Зельдович.
[Портал «История Росатома»]
За несколько часов этого испытания Флёров, по собственному признанию, весь вымок от пота, похудев на четыре килограмма. Не многим лучше было состояние тех, кто находился наверху, в командном штабе, следя за приборами.
Когда «точка» была в присутствии Харитона поставлена, все сидели две минуты молча, ничего не говоря, вытирая бисеринки пота.
Словно подытоживая общие ощущения, Ванников вздохнул и вынул из портфеля бутылку водки и стакан. Выпили по очереди, включая поднявшегося Флёрова.
Отказались от своих ста грамм только Зельдович, которому предстояло этой же ночью свести все сделанные расчеты в единый отчёт, и Харитон, который должен был его принять. Ночь, впрочем, оказалась бессонной для всего начальства – был составлен общий подробный «формуляр» на изделие, который Харитон тщательно проверял во всех деталях как заказчик. От «подрядчиков» свои подписи на нем поставили Курчатов, Музруков, Славский, Бочвар, Займовский.
Плутониевые полусферы тем временем упаковывали в особые, герметично запаянные контейнеры с системой амортизации от тряски. А рано утром работники комбината, жившие неподалеку от дороги на Кыштым, проснулись от грохота и рычания моторов – с «Базы-10» на военный аэродром уходила кавалькада грузовиков в сопровождении бронетранспортеров. Самолет с готовым зарядом для первой бомбы, летевший в Саров, сопровождали два истребителя. Среди немногих его «пассажиров» был Юлий Борисович Харитон.
Полусферы для первого атомного заряда.
[Центральный архив корпорации «Росатом»]
Макет первой отечественной атомной бомбы РДС-1 в Музее ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИЭФ.
[Из открытых источников]
За несколько дней «атомное сердце» бомбы было встроено в дожидавшееся его шарообразное черное граненое «тело», обвешанное датчиками, которое сделали в КБ-11. Оно смахивало на некий космический аппарат. Конструкция «первенца», по разведданным, почти полностью повторяла таковую у американского предшественника «Толстяка» (Fat Man). Только баллистический корпус и электроника были оригинальными.
В КБ-11 уже знали, как можно сделать гораздо более эффективную, чем у американцев, бомбу, но в начале решили не рисковать – изыски оставили на потом. «Заточенная» под размеры бомболюка, РДС-1 имела диаметр 1,5 метра, длину – 3,7 метра. Вес ее составлял – 4,7 тонны, а мощность – как точно выяснилось после испытания – 22 килотонны – примерно столько же, сколько у американских аналогов, сброшенных на несчастные японские города.
На крымском полигоне уже к началу 1949 года завершились летные испытания с «изделием 501» – прототипом бомбы, доказав возможность бомбометания с самолета-носителя Ту-4. Но необходимость сложных систем авиационной автоматики и множество других деталей, связанных с «самолетным вариантом», значительно увеличивали риски отказов. Поэтому взрывать РДС-1 решили стационарно – на стальной вышке высотой 37,5 метра. Интересная деталь: перед началом оборудования полигона из Семипалатинска вывезли консульство Китая.
Приближался триумфальный или же роковой день – 29 августа.
Ефим Павлович Славский вспоминал: «Мы первую бомбу на полигон провожали. Вроде надо было радоваться, а в нас всё дрожит: а ну, как она не взорвётся? Ведь было яснее ясного, что в этом случае с нами со всеми будет. Хоть Берия и называл меня «наш орёл», через «о», но иллюзий насчёт этого наркома не было… Все мы «ходили под страхом».
Сам я на полигоне тогда не был. Не пришлось, так как оставался на комбинате. В ожидании испытания все мы страшно были взволнованы. В особенности переживал Игорь Васильевич. Это было заметно: он выглядел бледным, осунувшимся, очень нервничал, хоть и старался не показать виду. Помню, уезжая на испытания, пришел попрощаться с нами, принес коньяк. «Выпейте, – говорит, – за общее наше дело, за удачу». А сам – как натянутая струна!» [68. С. 270].
Последний министр среднего машиностроения СССР, заместитель директора Российского федерального ядерного центра ВНИИЭФ по развитию, советник генерального директора госкорпорации «Росатом» Лев Рябев сказал в интервью автору этих строк, что лично видел оригинал проекта постановления Совета Министров СССР об испытании РДС-1, на котором не было… подписи Сталина. Хотя соответствующая графа в документе присутствовала. То есть испытания, которыми руководил И.В. Курчатов, на которых присутствовала верхушка ПГУ и Л.П. Берия были как бы «неофициальными».
«Немного подумав, я понял, в чем дело, – говорит Лев Дмитриевич. – Угрозы Берии о репрессиях по отношению к руководителям и ведущим специалистам атомного проекта в случае отказа РДС -1 на полигоне под Семипалатинском, были, конечно, весомы. И Лаврентий Павлович, скорее всего в них сам верил, опасаясь и за себя в том числе. Но Иосиф Виссарионович был умным человеком и понимал: в таком новом деле всякое может быть и бомба с первого раза может по каким-то причинам не взорваться. Посадив или расстреляв ее создателей – где он возьмет других, чтобы исправить ошибку? Если бы он поставил свою подпись, репрессивная машина могла закрутиться автоматически. А так – все можно было бы списать на фальстарт…»