Атомоход Лаврентий Берия

Вскоре Курчатов обратился к Тамму с предложением дать свою оценку проекту группы Зельдовича, тем самым обозначив новый этап проекта. До этого он опирался преимущественно на ленинградских физиков, принадлежавших в основном к школе Иоффе и Семенова. Вводя в проект Тамма, он начал привлекать к работе над проектом исследователей московской школы физиков центральной фигурой которой являлся Леонид Мандельштам. Отношения между двумя школами не всегда были простыми, и кроме того, Тамм во время выборов в Академию в 1943 г. поддерживал не Курчатова, а Алиханова. Но для Курчатова интересы дела стояли выше личных обид и пристрастий, ему был нужен сильный физик-теоретик, способный оценить работы Зельдовича. Тамм согласился выполнить задание, так как разделял мнение, что Советский Союз должен обладать собственным ядерным оружием.

Чтобы выполнить порученную Курчатовым работу, Тамм привлек нескольких молодых физиков из своего отдела, включая двадцатисемилетнего Андрея Сахарова, Виталия Гинзбурга, С. 3. Беленького и Юрия Романова. Сахаров был сыном известного московского преподавателя физики. Окончив в 1942 г. Московский университет, он какое-то время проработал на военном заводе в Ульяновске на Волге. Вернувшись в Москву в 1945 г., поступил в аспирантуру в ФИ АН, где проработал несколько лет под руководством Тамма. Порядочность Тамма и независимость его суждений оказали большое влияние на формирование общественных взглядов Сахарова и выработку его этической позиции.

Сахаров отклонил предложение Курчатова присоединиться к работе над атомным проектом. Но он согласился войти в группу Тамма, занимавшуюся созданием водородной бомбы. Подобно Тамму, он был убежден, что Советский Союз должен иметь ядерное оружие для установления баланса сил. Незадолго до своей смерти в интервью, данном им в 1989 г., он повторил это, сказав, что создание водородной бомбы было оправдано, «несмотря на то, что мы давали оружие в руки Сталина — Берии». Он также считал, что эта проблема заслуживает того, чтобы попытаться ее решить и был увлечен ее масштабом и размахом: «тут интерес вызывала грандиозность проблем, возможность показать, на что ты сам способен — в первую очередь, самому себе показать».

Проект Зельдовича с самого начала вызвал сомнения у Тамма и его коллег, и они немедленно приступили к разработке своего варианта. К концу 1948 г. группа Тамма представила альтернативный проект. В сентябре Сахаров предложил «первую идею», как он назвал ее в своих мемуарах. Идея состояла в чередовании слоев термоядерного топлива (дейтерия, трития и их химических соединений) и урана-238 в атомной бомбе между делящимся материалом и обычной мощной взрывчаткой. Это делало возможной реакцию «деление — синтез — деление», так как нейтроны большой энергии из реакции дейтерий — тритий инициировали деление урана-238. Еще важнее, что низкая теплопроводность урана снизила бы потери тепла из бомбы, а деление в оболочке из природного урана многократно уплотнило бы легкие элементы и, как следствие, увеличило бы выход термоядерной реакции. Сахаров назвал эту концепцию «слойкой». Она имела сходство с концепцией «будильника», предложенной Эдвардом Теллером в конце 1946 г, но не получившей дальнейшего развития. Сахаров ясно указывает в своих мемуарах, что он пришел к своей «первой идее» независимо от других. Тамм поддержал проект Сахарова как более перспективный, так же поступил и сам Зельдович, сразу оценивший серьезность нового предложения. Было решено, что группа Тамма продолжает работать исключительно над идеей Сахарова, а не над проектом, предложенным группой Зельдовича. Со своей стороны, группа Зельдовича продолжает работу над старым проектом и одновременно оказывает необходимую помощь в работе над сахаровским вариантом.

Второй важный шаг был предпринят, когда Виталий Гинзбург предложил 6 ноября 1948 г. использовать в бомбе вместо дейтерия и трития дейтерид лития — соединение лития-6 и дейтерия. Достоинство его предложения заключалось в том, что дейтерид лития — твердое вещество, по структуре похожее на мел, — более технологичен по сравнению с дейтерием и тритием и их соединениями. Еще важнее, что литий-6 образует тритий при бомбардировке нейтронами в процессе взрыва. Сахаров называет предложение Гинзбурга в своих мемуарах «второй идеей». Курчатов понял ее важность и немедленно предпринял шаги по организации производства дейтерида лития.

До конца 1948 г. Советский Союз уже имел реальную концепцию термоядерной бомбы, причем еще до первого испытания своей атомной бомбы. Решение о разработке водородной бомбы рассматривалось как следующий логический шаг и не вызвало никаких угрызений совести, которые имели место среди ученых в Соединенных Штатах. После испытаний, как пишет Головин, «все рвутся в отпуск, которого не было уже пять лет. Но прежде чем отпустить на заслуженный отдых, Курчатов задерживает всех на неделю, дает улечься волнению и нацеливает на следующий этап — создание водородной бомбы». После двухмесячного отпуска Курчатов вернулся к работе. Разработка водородной бомбы получила теперь высший приоритет в Советском Союзе.

Первая советская атомная бомба была копией первой американской. Но первая советская водородная бомба была оригинальным проектом, и принцип ее разработки, избранный Советским Союзом, отличался от американского. Хотя советские физики продолжали изучать другие возможности, основные усилия сконцентрировались на «слойке». Весной 1950 г. группа Тамма переехала из Москвы в Арзамас-16. Сахаров и Романов приехали в начале марта, а сам Тамм — в апреле; Гинзбургу не позволили присоединиться к ним, так как его жена была выслана в Горький; Беленький остался в Москве из-за болезни. Таким образом, в Арзамасе-16 оказались две теоретические группы, Зельдовича и Тамма, которые работали в дружеском соперничестве.

Арзамас-16 стал местом, где велась основная теоретическая и экспериментальная работа по водородной бомбе. В эти работы были вовлечены и другие институты. В Москве были образованы две группы вычислителей, а в Арзамасе-16 еще одна, занимавшиеся расчетами по новому проекту. Одна из московских групп базировалась в Институте прикладной математики. Другая — в Институте физических проблем; ее возглавлял Ландау. В ряде институтов, включая собственную лабораторию, Курчатов организовал исследования термоядерных реакций и реакций деления, вызванных нейтронами высоких энергий, высвобождавшихся в результате термоядерных реакций.

Осенью 1952 г. Курчатов также начал подготовку радиохимического мониторинга испытаний. Советские ученые хотели иметь возможность оценить эффективность проекта. Курчатов просил Н. А. Власова исследовать реакции дейтронов (ядер атомов дейтерия) с литием-6 и литием-7. Власов писал в своих воспоминаниях: «Чтобы оценить интенсивность термоядерного процесса и усовершенствовать конструкцию реактора, нужно суметь найти следы реакций. Можно использовать, например, какой-нибудь радиоактивный индикатор, образующийся при участии быстрых дейтронов. Одним из удобных индикаторов был признан радиоактивный бериллий-7 с периодом полураспада 53 дня». Бериллий-7 мог быть получен в реакции дейтронов с обоими изотопами лития. Чтобы использовать его в качестве индикатора, нужно было знать поперечные сечения реакций лития с дейтронами различных энергий. Такова была задача Власова. С 1950 г. брат Курчатова, Борис, изучал реакции деления на нейтронах высоких энергий и продукты деления, которые возникают в этих реакциях. Эта работа также была очень важна для анализа испытаний.

В это же время было организовано производство дейтерида лития. Тяжелая вода, которая содержит атомы дейтерия вместо атомов водорода, обеспечивает источник дейтерия. Продолжали изучаться различные методы производства дейтерия, но не все оказались успешными. Анатолий Александров вспоминает заседание Специального комитета, на котором обсуждалось производство дейтерия: «Несколько военных. Курчатов, Ванников, Первухин, Малышев, Жданов, Махнев… Мешик (отвечал за режим, арестован потом по делу Берии). Меня усаживают по одну сторону от Берии, по другую — Махнев. Он докладывает: «Вот, Лаврентий Павлович, товарищ Александров предлагает построить завод по получению дейтерия». Берия меня словно и не видит. Обращается только к Махневу: «А товарищ Александров знает, что опытная установка взорвалась?» Тот ему: «Да, знает». — «А товарищ Александров подпись нэ снимает?»— «Не снимает». — «А товарищ Александров знает, если завод взорвется, он поедет туда, где Макар тэлята гоняет?». Не выдерживаю: «Я себе представляю». Поворачивается ко мне: «Подпись свою нэ снимаете?» — «Нет, не снимаю».