История физики ХХ века

Коэффициент размножения реактора на медленных нейтронах k определяется произведением ряда факторов:

k=

где - среднее число нейтронов производящих деление (произведение среднего числа нейтронов на отношение сечения деления к полному сечению); - вероятность избежать захвата нейтрона ядром урана-238; - вероятность избежать захвата нейтрона ядром замедлителя; =1,03 - «вероятность» деления до замедления; - вероятность избежать ухода нейтрона из активной зоны, зависящая от площади поверхности (у цилиндра она меньше, чем у куба) и наличия отражателя нейтронов (хорошим отражателем является вода, для нее альбедо составляет 0,9).

С возможностью ухода нейтрона за пределы активной зоны связано понятия критической массы и критических размеров. Критическим размером называется размер активной зоны, при котором коэффициент размножения k равен единице. Критической массой называется масса активной зоны критических размеров. При массе меньше критической уход нейтронов из активной зоны велик и цепная реакция деления затухает. Существенное превышение критической массы приводит к взрыву. Критическая масса варьируется в широких пределах в зависимости от многих факторов. Так в частности, для среды из чистого урана-235 критическая масса равна 47 кг, а для сферы с тонкими полиэтиленовыми перегородками и отражающей оболочкой из бериллия критическая масса уменьшается до 242 г.

В настоящее время в мире работает 442 ядерных энергоблока общей мощностью 366 ГВт в 31 стране, обеспечивая выработку более 16 % обще мирового производства электроэнергии. Около 30 ядерных энергоблоков в 11 странах находятся в стадии строительства, причем большая часть из них относится к азиатскому региону. Целый ряд стран, в том числе Китай, Индия, США, Япония, Южная Корея и некоторые другие, имеют серьезные планы развития ядерной энергетики. В России 30 ядерных энергоблоков общей мощностью 22,3 ГВт обеспечивают около 14 % общей выработки электроэнергии. По эти показателям наша страна, построившая первую в мире АЭС, в настоящее время занимает в области ядерной энергетики далеко не лидирующие позиции.

В ядерных реакторах цепная реакция деления является управляемой, выход энергии не превосходит безопасного предела и в каждую секунду расходуется лишь малая часть ядерного топлива. В отличие от реакторов ядерные боеприпасы конструируют так, чтобы начальный экспоненциальный рост числа делений продолжался максимально долго. Деление производится мгновенными нейтронами, поэтому время одного цикла, называемое также временем генерации, составляет секунды. После 50 циклов деления или спустя примерно 0,5 микросекунды развиваются температуры порядка К и давления порядка атмосфер, вещество превращается в плазму и разлетается, теряя надкритичность. Общее выделение энергии составляет кДж или 20 - 40 килотонн тротиллового эквивалента. При этом деление испытывают ядра 1-2 кг урана-235 или 5-10 % критической массы. Необходимая для ядерного взрыва надкритичность возникает только при обогащении ураном-235 более 90 % (так называемый оружейный уран).

Ядерная бомба, сброшенная 6 августа 1945 г. на Хиросиму содержала 64 кг урана-235, размещенных в расточенном до диаметра 100 мм стволе 76,2 мм зенитного орудия: частью в казеннике, частью на конце ствола. Последняя состояла из шести шайб внешним диаметром 160 мм и внутренним 100 мм в оболочке из карбида вольфрама. Находящаяся в казеннике часть, вследствие подрыва разгонного заряда, приобретала скорость 300 м/сек. Бомба имела длину 3 м, диаметр 0,7 м, массу свыше 4 тонн и мощность около 15 килотонн тротилового эквивалента.

(Наиболее простой вариант осуществления цепной реакции деления предложил выдающийся радиохимик, академик Виталий Иосифович Гольданский (1923-2001):

«Однажды, вставши утром рано,

Гаврила взял кусок урана.

При этом должен вам сказать,

Уран был двести тридцать пять.

Потом недрогнувшей рукой

Гаврила взял кусок другой.

Наполнив бак водой тяжелой,

В него Гаврила входит голый.

Еще не поздно! В назиданье

Прочти Стокгольмское воззванье!

Но нет, Гаврила в воду входит

И два куска, безумный, сводит.

Кипит тяжелая вода,

Нет от Гаврилы и следа.

Об этом помнить бы должны

Все поджигатели войны.

Мы отнюдь не беремся утверждать, что Виталия Иосифовича вдохновил только лишь бессмертный Никифор Ляпис-Трубецкой, или все же был реальный прототип - биолог Г.... (Прим.Н.Д.))

Научный задел для будущей атомной промышленности был создан еще до Великой Отечественной войны. В то время в лабораториях Московского и Ленинградского университетов и исследовательских институтах Академии наук СССР в Ленинграде, Москве, Харькове, Одессе, Томске и других городах велись работы по изучению физических и химических аспектов радиоактивности. В 1932 в Ленинградском физико-техническом институте (ЛФТИ) под руководством А.Ф.Иоффе и И.В.Курчатова создается группа по исследованию атомного ядра в количестве десяти человек. В качестве научных консультантов к этой группе привлекаются ведущие теоретики-ядерщики Радиевого института Академии наук (РИАН) Г.А.Гамов и Л.В.Мысовский. Выходят в свет монографии Г.А.Гамова «Строение атомного ядра» и И.В.Курчатова «Расщепление атомного ядра».

В 1935 г. группой ученых из ЛФТИ и РИАНа И.В.Курчатовым, Б.В.Курчатовым, Л.В.Мысовским и Л.И.Русиновым открыто явление ядерной изомерии, которому предшествовали фундаментальные исследования изобар и изотонов. В 1937 году сотрудником Института химической физики (ИХФ) Ю.Б.Харитоном предложен метод разделения изотопов центрифугированием. Метод центрифугирования был освоен в промышленном масштабе для обогащения урана-235 в СССР в 60-е годы, а в Великобритании, Германии и Нидерландах на десять лет позже - в 70-е годы и является в настоящее время основным способом обогащения урана. В предвоенные годы в РИАНе был построен первый в Европе циклотрон, на котором в марте-июне 1937 года были получены интенсивные пучки протонов с энергией 3,2 МэВ. Начатые работы по проектированию и сооружению нового сверхмощного циклотрона Физического института Академии наук помешала завершить война. Разработанная под руководством В.Г.Хлопина технология извлечения радия из урановых руд позволила обеспечить научные разработки радиационными источниками, а после 1932 года - источниками нейтронов. С 1 марта 1923 года Совнарком признал радий материалом Государственного валютного фонда. В период Великой Отечественной войны государственный запас радия хранился на территории Ивановского сада Московского Кремля в скважине глубиной 15 метров.

Учениками И.В.Курчатова К.А.Петржаком и Г.Н.Флеровым в 1940 году было открыто спонтанное деление урана-238, а учениками Н.Н.Семенова Ю.Б.Харитоном и Я.Б.Зельдовичем разработана теория цепных реакций деления. Таким образом, отечественная ядерная физика занимала одно из ведущих мест в мире.

Курировать атомный проект было поручено заместителю председателя СНК В.М.Молотову. Однако в Кремль к Молотову Курчатова вызывают нечасто, гораздо больше времени он проводит на Лубянке, читая сообщения разведки. Из письма Курчатова Берии от 29 сентября 1944 года: «Я занимался…изучением новых весьма обширных (3000 с. текста) материалов, касающихся проблемы урана,…невиданные по масштабу в истории мировой науки концентрация научных и инженерно-технических сил… у нас же …положение дел остается совершенно неудовлетворительным». У Курчатова еще профессиональная романтика, он пишет: «Зная Вашу исключительно большую занятость, я все же… решился побеспокоить Вас и просить Вас дать указание о такой организации работ, которая бы соответствовала возможностям и значению нашего Великого Государства в мировой культуре». Началась гонка в работе, Курчатов ставит впереди всего науку - теорию уранового реактора, теорию бомбы, организует и возглавляет эксперименты. Вскоре можно выходить уже на промышленную стадию. Однако завод № 12 в Электростали не обеспечивает требуемую чистоту графита. Помогает вмешательство Берии, к счастью без репрессий, только разъяснениями: «Оболваненные американские рабочие не знающие марксизма-ленинизма могут производить высокочистый графит, а вы передовые социалистические рабочие вооруженные немеркнущими идеями Ленина-Сталина тем более должны это сделать». Не хватает урана, Игорь Васильевич пишет Берии жалобу на Молотова: «Никакого прогресса в добыче урановых руд. Ничего не сделано по разведке урановых месторождений». В Кремль к Сталину вызывают заместителя наркома НКВД А.П.Завенягина (директора Норильского горно-металлургического комбината, осужденного с неснятой судимостью и без права пребывания в столицах - Москве и Ленинграде) и поручают ему организовать разведку урановых месторождений, а заодно поиски урана на территории Германии занятой нашими войсками. Последнее успешно реализуется - найдено 90 тонн урана, достаточно для загрузки первого реактора.

Лето 1945 года. В Потсдаме Трумен информирует Сталина о наличии у США атомной бомбы. Внешне Сталин не проявляет никакой реакции. Однако, вернувшись с заседания и рассказав Молотову и Жукову о разговоре с Труменом, добавляет: «Надо переговорить с Курчатовым об ускорении нашей работы».

А вскоре после окончания Потсдамской конференции появляется Постановление ГОКО № 9887 сс/оп от 20 августа 1945 г. Москва, Кремль

О Специальном Комитете при ГОКО

Государственный Комитет Обороны постановляет:

1.Образовать при ГОКО Специальный Комитет в составе тт.

1.БЕРИЯ Л.П. (председатель)

2.МАЛЕНКОВ Г.М.

3.ВОЗНЕСЕНСКИЙ Н.А.

4.ВАННИКОВ Б.Л.

5.ЗАВЕНЯГИН А.П.

6.КУРЧАТОВ И.В.

7.КАПИЦА П.Л.

8.МАХНЕВ В.А.

9.ПЕРВУХИН М.Г.

2. Возложить на Специальный Комитет при ГОКО руководство всеми работами по использованию внутриатомной энергии урана:

развитие научно-исследовательских работ этой области;

широкое развертывание геологических разведок и создание сырьевой базы СССР по добыче урана, а также использование урановых месторождений за пределами СССР (в Болгарии, Чехословакии и др. странах);

организацию промышленности по переработке урана, производству специального оборудования и материалов, связанных с использованием внутриатомной энергии;

а также строительство атомно-энергетических установок, разработку и производство атомной бомбы.

Никакие организации, учреждения и лица без особого разрешения ГОКО не имеют права вмешиваться в административно-хозяйственную и оперативную деятельность Первого Главного Управления, его предприятий и учреждений или требовать справок о его работе или работах, выполняемых по заказам Первого Главного Управления. Вся отчетность по указанным работам направляется только Специальному Комитету при ГОКО.

12. Поручить Специальному Комитету в 10-дневный срок внести на утверждение Председателю ГОКО предложения о передаче Первому Главному Управлению при СНК СССР необходимых для его работы научных, конструкторских, проектных, строительных организаций и промышленных предприятий, а также утвердить структуру, штаты и оклады работников аппарата Комитета и Первого Главного Управления при СНК СССР.

13. Поручить тов. Берия принять меры к организации закордонной разведывательной работы по получению более полной технической и экономической информации об урановой промышленности и атомных бомбах, возложив на него руководство всей разведывательной работой в этой области, проводимой органами разведки (НКГБ, РУКА и др.).

ПРЕДСЕДАТЕЛЬ ГОСУДАРСТВЕННОГО

КОМИТЕТА ОБОРОНЫ И.СТАЛИН

Послано т. Берия, Молотову, Вознесенскому, Маленкову, Микояну - все;

Борисову - 8,10; Звереву, Голеву - 9; Мешику, Абакумову, Антропову, Касаткину -10; Первухину - 1,10; Меркулову, Кузнецову (РУКА) -13; Чадаеву - 4,9,10,11.

Специальный комитет при Государственном Комитете Обороны (ГОКО,ГКО) создан постановлением ГКО от 20 августа 1945 г. № 9887сс/оп для руководства всеми работами по использованию атомной энергии [9. С. 11-14]. После упразднения ГКО (4 сентября 1945 г.) являлся органом при СНК (СМ) СССР. В феврале 1953 г. руководство специальными работами осуществлялось «Тройкой» (в составе Л.П. Берия, Н.А. Булганина и Г.М. Маленкова), назначенной решением Бюро Президиума ЦК КПСС от 26 января 1953 г. Постановлением СМ СССР от 16 марта 1953 г. № 697-335сс/оп Специальный комитет был образован вновь. В соответствии с этим постановлением на Специальный комитет возлагалось руководство «всеми специальными работами (по атомной промышленности, системам «Беркут» и «Комета», ракетам дальнего действия), осуществляемыми Первым и Третьим главными управлениями при Совете Министров СССР и другими министерствами и ведомствами». Специальный комитет функционировал до 26 июня 1953 года --дня принятия постановления Президиума ЦК КПСС и Указа Президиума Верховного Совета СССР об образовании Министерства среднего машиностроения.

Первое главное управление (ПГУ) при ГКО, затем при СНК (СМ) СССР --орган непосредственного руководства научно-исследовательскими, проектными, конструкторскими организациями и промышленными предприятиями по использованию внутриатомной энергии урана и производству атомных бомб. Создано постановлением ГКО от 20 августа 1945 г. № 9887сс/оп. В соответствии с решением Президиума ЦК КПСС и Указом Президиума Верховного Совета СССР от 26 июня 1953 г. «Об образовании Министерства среднего машиностроения» ПГУ вошло в состав Министерства среднего машиностроения.

Начальником Первого Главного Управления (ПГУ) назначается генерал-полковник инженерно-артиллерийской службы Герой Социалистического Труда Борис Львович Ванников, в годы войны заместитель наркома и нарком ряда наркоматов. В июне 1941 года Борис Львович, тогда нарком вооружения, был арестован и месяц провел в бериевских застенках, а затем выпущен и назначен заместителем наркома вооружения. Испытав методы Берии на себе, он, тем не менее, в работе придерживался чрезвычайно жесткой, если не сказать, жестокой, требовательности. За нарушение графика работы мог запросто сказать, достав из обоймы пистолета патрон: «За это на тебя жалко истратить даже маленький кусочек свинца…» или за неумелые оправдания на планерке отобрать пропуск, приговаривая: «Ты теперь не Абрамзон! Ты теперь Абрам в зоне!». (Пропуск возвращался после ликвидации прокола. Н.Д.) Любимой присказкой Бориса Львовича до некоторой степени, оправдывающей его манеры, была: «Тебе легче. Ты можешь пожаловаться на меня Берии или Сталину, а мне на тебя жаловаться некому!» До конца дней своих Борис Львович носил при себе записку Сталина «Я И.Сталин, знаю товарища Ванникова как стойкого большевика, который ни в чем плохом заподозрен не может быть». Эту записку он получил в июле 1941 года, когда был выпущен из заключения.

В руководство ПГУ вошли А.П.Завенягин - зам. наркома внутренних дел; П.Я.Антропов - нарком геологии, возглавивший горно-металлургическое управление; Е.П.Славский - зам. наркома цветной металлургии, возглавивший управление по производству плутония; Н.А.Борисов - зам. Председателя Госплана; В.С.Емельянов - зам. наркома металлургической промышленности, возглавивший управление исследовательских организаций; А.Н.Комаровский - начальник Главпромстроя НКВД СССР, возглавивший строительное управление. Несколько позже в составе ПГУ появились управление по разделению изотопов урана (начальник генерал-майор А.М.Петросьянц) и управление по добыче урана и изготовлению из него урановых блоков (начальник С.И.Егоров, впоследствии Н.Ф.Квасков). Второе главное управление при Совете Министров СССР организовано постановлением СМ СССР от 27 декабря 1949 г. № 5744-2162сс/оп путем преобразования Управления № 1 Первого главного управления при СМ СССР в самостоятельное управление. На Второе главное управление возлагалась добыча урановых руд и их переработка в концентраты на обогатительных фабриках и химических заводах, производственно-техническое руководство добычей урана из месторождений, разрабатываемых в Германии, Чехословакии, Болгарии и Польше, контроль за ходом геологических работ на уран и торий, ведущихся другими министерствами и ведомствами. Начальником Второго главного управления был назначен Антропов П.Я. Постановлением СМ СССР от 16 марта 1953 г. № 697-355сс/оп Первое и Второе главные управления при СМ СССР были объединены в Первое главное управление при Совете Министров СССР. Третье главное управление при Совете Министров СССР было организовано в соответствии с постановлением СМ СССР от 3 февраля 1951 г. № 307-144сс/оп для обеспечения разработки, проектирования и изготовления средств, входящих в комплекс ПВО системы «Беркут», и было подчинено Специальному комитету. Третьему главному управлению были переданы КБ № 1 Министерства вооружения (главный конструктор С.Л.Берия) и Лаборатория № 11 АН СССР (научный руководитель член-корр. АН СССР А.Л.Минц). Начальником Третьего главного управления был назначен В.М.Рябиков, одновременно он вместе с Устиновым Д.Ф. был введен в состав Специального комитета. Постановлением СМ СССР от 1 июля 1953 г. № 1658-656сс «О Первом и Третьем главных управлениях СМ СССР» Третье главное управление было передано Министерству среднего машиностроения

В подчинение ПГУ кроме лаборатории №2 были переданы: завод № 12 (г.Электросталь), проектный институт ГСПИ-11 (г.Ленинград), машиностроительный завод № 48 (г.Москва), НИИ-9 НКВД СССР (впоследствии ВНИИНМ), комбинат № 6 по добыче урановой руды (Таджикистан). Начато строительство комбинатов № 817 (производство плутония) и № 813 (обогащение урана), организована лаборатория № 3 (Тепло-техническая, ныне Институт теоретической и экспериментальной физики, г.Москва), Гидротехническая лаборатория (Институт ядерных проблем, ныне Объединенный институт ядерных исследований, г.Дубна), специальные опытно конструкторские бюро при Кировском заводе в г.Ленинграде и Горьковском механическом заводе - ОКБ ЛКЗ и ОКБ ГМЗ. Комплекс по конструированию и производству атомных бомб был размещен вблизи Арзамаса (г.Саров) и первоначально назывался КБ-11 (впоследствии Кремлев, Поволжская контора, ныне ВНИИЭФ). Руководителями КБ-11 назначаются: П.М.Зернов - начальник в 1946-50 гг. (бывший зам. наркома танковой промышленности); Ю.Б.Харитон - научный руководитель; К.И.Щелкин - зам. научного руководителя; Н.Л.Духов - главный конструктор. В теоретическом секторе, который возглавлял Я.Б.Зельдович, работали такие выдающиеся ученые как Е.И.Забабахин, Е.А.Негин, Г.М.Гандельман, экспериментальные лаборатории возглавляли В.И.Алферов, Л.В.Альтшуллер, В.А.Цукерман, М.Я.Васильев, Е.К.Завойский.

Научное руководство всем атомным проектом сохранялось за И.В.Курчатовым до конца его жизни. Он был единственным ученым в составе Специального Комитета. (П.Л.Капица был выведен из состава Специального Комитета за срыв работ по производству тяжелой воды и не соответствующие духу времени предложения передать все атомные объекты СССР под контроль ООН. Одновременно, вследствие наветов и доносов, он был освобожден от руководства Главкислородом и Институтом физических проблем и отправлен в ссылку на дачу на Николиной горе). Однако при этом Игорь Васильевич не оставлял и непосредственную исследовательскую работу. В частности, на собранном им с сотрудниками реакторе Ф-1 26 декабря 1946 г. была получена самоподдерживающаяся цепная реакция деления урана. А вечером 7 июня 1948 года запущен первый промышленный реактор А, при этом Курчатов взял на себя функции главного оператора пульта управления реактором в присутствии Б.Л.Ванникова, руководства завода, начальника смены и дежурных инженеров. Реактор А или как его ласково называл Курчатов «Аннушка» был не только мощнее Ф-1, но работал на отечественном уране и имел целый ряд преимуществ перед американскими реакторами (например, вертикальное расположение каналов предложенное Н.А.Доллежалем, главным конструктором реактора). Непосредственное участие принимал Игорь Васильевич и в ликвидации последствий аварии реактора 19 июня 1948 года с частичной разборкой активной зоны. В этой работе принимали участие Е.П.Славский, А.А.Бочвар, С.Т.Конобеевский и большая часть мужского персонала объекта. Всего тогда было извлечено 39 тысяч частично облученных урановых блоков. Под пристальным вниманием Курчатова находились также первый радиохимический завод Б и первый завод В по производству металлического плутония и изготовлению деталей ядерного заряда, хотя непосредственно эти работы вели химики и металлурги А.А.Бочвар, И.И.Черняев, Б.А.Никитин, С.Т.Конобеевский, А.В.Вольский. (Наш земляк, уроженец п.Залари Вольский Антон Николаевич (1897-1966), академик АН СССР с 1960 г., лауреат Ленинской и двух Сталинских премий, награжден шестью орденами, в том числе, тремя орденами Ленина. По-видимому, он вполне заслужил, чтобы его именем была названа одна из улиц Иркутска. Однако…)

Первая отечественная атомная бомба РДС-1 (расшифровка «Ракетный двигатель Сталина», а также «Русские делают сами») была испытана 29 августа 1949 года на Семипалатинском полигоне и по конструкции, в основном, повторяла американский Толстяк (Fat Men).

Плутониевый заряд представлял собой шар массой 6,5 кг и диаметром 9 см и состоял из практически чистого плутония-239, примесь плутония-240 менее 0,9 %, галлия-менее 0,8 %. В отверстие, закрываемое плутониевым цилиндриком, вставлялся радий-бериллиевый источник нейтронов. Сделать это нужно было незадолго до взрыва, ибо нейтронный фон космического излучения мог привести вместо взрыва к мягкой вспышке. Заряд помещался в инерционную оболочку из урана-238 толщиной 7 см и массой 120 кг, а эта конструкция в свою очередь в оболочку из алюминия толщиной 11,5 см, обеспечивающую гашение отраженной волны, наподобие тому, как это происходит в просветленной оптике. Далее размещались 32 линзы взрывчатого вещества (20 шестигранных и 12 пятигранных, состыкованных как в покрышке футбольного мяча), двух типов с разными скоростями детонации: тротил-гексаген (v =7,9 км/сек) и тротил-нитрат бария (v=4,9 км/сек). Общая масса взрывчатого вещества составляла 2500 кг. Синхронность подрыва обеспечивалась системой 32 конденсаторов и разрядников массой 60 кг. Таким образом, масса бомбы превышала 4,5 тонны, длина 3,26 м, диаметр 1,52 м.

Последующие конструкции ядерных зарядов были чисто отечественными. Приведем сведения о некоторых из них.

РДС-2 -- советская атомная бомба имплозивного типа второго поколения, разработанная как авиабомба для тяжёлых стратегических бомбардировщиков Ту-4 и Ту-16. Период эксплуатации - начало 1950-х. Вес бомбы -- около 3100 кг.

Бомба изначально проектировалась в конструкторских бюро Арзамаса-16 (Саров) по пушечной схеме, и должна была быть копией американского «Little boy», но позже было решено остановиться на улучшенном имплозивном варианте заряда с принципом левитации, когда между ядром делящихся материалов и темпером (отражателем от англ. "tamper") есть зазор, это усиливает сжатие ядра ударной волной в момент детонации ВВ, что увеличивает захват нейтронами делящегося вещества и соответственно увеличивает мощность ядерного взрыва. В бомбе использовалось ядро из 239Pu, в конструкции РДС-2 был сохранён один из главных геометрических параметров заряда РДС-1 -- внешний радиус сферического заряда ВВ (смесь тротила с гексогеном в соотношении 1:1). По открытым данным иностранной печати, внутри плутониевого ядра заряда была полость (пустота) куда помещался тритий, что также усиливало взрыв за счёт реакции синтеза.

Испытание РДС-2 проводили на Семипалатинском полигоне на площадке П-1 опытного поля, на том же самом месте, где двумя годами ранее, была взорвана РДС-1. Для этого разрушенные сооружения предыдущим ядерным взрывом были полностью восстановлены. Поле вокруг испытательной вышки в радиусе до 10 километров было оснащено различной измерительной аппаратурой. По секторам поля на различных дистанциях от его центра были размещены самолеты, танки, пушки, бронетехника, палубные надстройки эсминцев, торпедные аппараты, мины, склады боеприпасов, другое военное имущество.

Перед испытаниями был поставлен вопрос: Как испытывать бомбу, как в случае РДС-1 на вышке, или путем сбрасывания с самолёта? На заседании научно-технического совета, группа учёных во главе с Ю. Б. Харитоном требовала провести испытание на вышке с целью более детального изучения протекающих процессов в момент ядерного взрыва. Руководители атомного проекта во главе с И. В. Курчатовым настаивали на проведении воздушного испытания, так у СССР было бы проведено испытание боевой атомной бомбы. В итоге приняли решение испытывать РДС-2 на вышке, а РДС-3, несколькими неделями позже, сбросив её с бомбардировщика Ту-4. В целях безопасности, перед испытанием, как и в случае с РДС-1, сборку изделия проводили в цеху построенном перед испытательной вышкой. Заряд был установлен на 37-метровой стальной вышке, аналогичной использованной при испытаниях РДС-1, с установкой её на 30 метровой отметке.

Утром 24 сентября 1951 года примерно за 1,5 мин до детонации заряда, в строго рассчитанное время, над местом испытаний, на высоте 10 км пролетал бомбардировщик Ту-4, который подал радио сигнал на командный пункт для включения автомата подрыва. Таким образом разыгрывалась ситуация как если бы это -- с него сбрасывали бомбу. Так подтвердилась возможность Ту-4 как носителя атомной бомбы, и его безопасности в случае применения этого оружия. Мощность взрыва составила 38 килотонн, что, примерно, в 1,9-2 больше чем при взрыве РДС-1. Вспышку взрыва наблюдали на расстояние 170 км от эпицентра взрыва, там же был слышен звук взрыва. На дальности 600 м было разрешено находиться не более 30 минут, об этом свидетельствовал установленный красный флаг. Это было второе ядерное испытание на счету СССР.

Бомба была пущена в серийное производство, но не принята на вооружение. Также, РДС-2 была применена на Тоцких учениях путём сбрасывания её с бомбардировщика Ту-4, и подрыва на высоте 350 м.

РДС-3 -- cоветская атомная бомба имплозивного типа, разработанная как авиабомба для тяжёлых стратегических бомбардировщиков Ту-4 и Ту-16. Номинальная мощность заряда 40 килотонн. Вес бомбы -- около 3100 кг.

Бомба разрабатывалась в начале 1950-х годов XX века в КБ Арзамаса-16 одновременно с атомными бомбами типа: РДС-2, РДС-4 и РДС-5. Её конструкция аналогична конструкции РДС-2 за исключением одного существенное отличия -- комбинированной начинки ядра состоящего из 239Pu и 235U в соотношении 1:3 (25 % плутония к 75% урана), в отличие от заряда РДС-2 -- полностью плутониевого. Идею комбинированной начинки была выдвинута из за дефицита дорогостоящего плутония и достаточного количества урана-235. Но идея была изначально скептической так как доводы сводились к тому, что критмассовое состояние Урана-235 намного выше, чем у Плутония-239, что в свою очередь могло привести к неполному взрыву или вообще не вызвать цепную реакцию деления. Против этой идеи выступали Ю. Б. Харитон и Я. Б. Зельдович. Однако, теоретические расчёты Е. И. Забабахина и Д. А. Франк-Каменецкого показали что газодинамические характеристики новой конструкции заряда создают все необходимые условия для протекания цепной реакции. Такой вариант с комбинированной начинкой уже проводили США в 1948 году в операции «Sandstone».

Испытание РДС-3 проводили 18 октября 1951 года на Семипалатинском полигоне на площадке П-1 опытного поля, в 2,5 км от центра двух предыдущих испытаний (29.08.49 и 24.09.51), это было обусловлено в коротком промежутке времени от предыдущего испытания и радиоактивным заражением площадки. Испытательные сооружения разрушенные предыдущим ядерным взрывом были вновь восстановлены. Бомбу сбросил бомбардировщик Ту-4 с подрывом её на высоте 380 м, энерговыделение составило 42 килотонны. Как показали исследования атмосферы и грунта, а также взятие проб по пути движения облака, после воздушного взрыва радиоактивность оказалась в 109 раз меньше, чем от наземного взрыва. Это было первое воздушное и третье ядерное испытание в СССР.

Во время этого взрыва образовалось огромное конденсационное облако в виде купола (так называемое облако Вильсона), что было впервые в практике ядерных испытаний СССР. Облако возникло примерно через 1,5 сек. после детонации и полностью поглотило за собой огненный шар, что не позволило пронаблюдать некоторые фазы развития огненного шара и грибовидного облака. Облако Вильсона возникало и в предыдущих двух испытаниях, но не имело таких внушительных размеров, а напоминало больше кольцо расширяющегося тумана на высоте 2 -- 2,5 км.

Испытание заряда РДС-3 показало существенные возможности в области экономии дефицитного плутония для разработки новых образцов ядерного оружия.

23 Октября 1954 года на Семипалатинском полигоне на площадке П-5 опытного поля, была испытана модернизированная РДС-3И с внешним источником нейтронного инициирования. Взрыв был произведён на высоте 410 м с энерговыделением 62 кт, что примерно на 50% увеличило мощность бомбы. В день испытания над полигоном стояла пасмурная погода с плотной низкой облачностью, которая также не позволила пронаблюдать некоторые фазы развития грибовидного облака.

РДС-4 (индекс УВ ВВС -- 8У69, изделие 244Н, также Татьяна) -- советская ядерная бомба, ставшая первым тактическим ядерным оружием, производившимся серийно. В бомбе использовался принцип имплозии -- внутри полой сферы находилось ядро с 239Pu. Номинальное энерговыделение составило 30 килотонн. Впервые РДС-4 с ядерным зарядом Т-200 сб. была испытана на Семипалатинском ядерном полигоне 23 августа 1953 года. Бомба была сброшена с самолёта Ил-28 на высоте 11 км, взрыв произошёл на высоте 600 м, при этом была достигнута мощность в 28 кт[1][2]. На вооружении состояла в 1954--1956 годах. Масса бомбы -- около 1200 килограмм

РДС-5 -- советская экспериментальная тактическая атомная бомба имплозивного типа оболочечно-ядерной конструкции, разработанная в начале 1950-х в КБ-11. РДС-5 аналогична РДС-4 за исключением комбинированной начинки ядра состоящего из 239Pu и 235U. Испытания нескольких вариантов РДС-5 проводились на Семипалатинском полигоне путём сбрасывания их с бомбардировщика Ту-4 в сентябре 1953 года. В октябре 1954 была испытана модернизированная РДС-5 с внешним источником нейтронов и новой автоматикой подрыва, что увеличило энерговыделение в отличии от предыдущих испытаний.

РДС-7 (кодовое название «Дурак») -- советская атомная бомба имплозивного типа с ядром из 235U. Разработанная в начале 1950-х в КБ-11 параллельно с РДС-6с, но в отличие от РДС-6с, РДС-7 никогда не испытывалась так как расчёты учёных не вызывали никаких сомнений в работоспособности заряда. Вес бомбы составлял 4,6 тонны, ядро заряда содержало несколько десятков килограммов 235U (обогащённого до 90-75%). По сути бомба являлась аналогом американской Mk-18 испытанной в 1952 в Операции «Ivy». В зависимости от массы урана номинальная мощность заряда составляла 0,5-1 Мт. РДС-7 имело несколько преимуществ в отличие от РДС-6с: Не было необходимости в тритии. Период полураспад 235U несколько миллиардов лет, что делало срок службы бомбы практически неограниченным.

РДС-6с -- первая советская водородная бомба. Первая в мире водородная бомба, пригодная к практическому военному применению. Разработана группой учёных под руководством А. Д. Сахарова и Ю. Б. Харитона. Работы по созданию бомбы начались в 1945 году. Испытана на Семипалатинском полигоне 12 августа 1953 года.

РДС-6с -- одноступенчатая, имплозивного типа. Лежащий в ее основе принцип ионизационного сжатия термоядерного горючего называют “сахаризацией”. Мощность 400 кт; КПД -- 15-20 %. В дальнейшем бомба была модернизирована, в её заряде вместо трития был использован стабильный гидрид лития-6, мощность взрыва РДС-27 составила 250 кт (6 ноября 1955 года).

Питта (американское название центрадьной гермеичной части ядерного или термоядерногого заряда) герметичная, сферически симметричная, в центре небольшой заряд деления (предположительно выполненной по схеме "лебедь" или по схеме с каскадированием), непосредственно к нему примыкают полушария оружейного урана, далее плитки литого дейтерида-тритида лития-6, далее природный уран. Точные массогабаритные данные и состав материалов питты будут секретны всё время действия договоров о нераспространении ядерного оружия, то есть, предположительно, всегда.

Начало первых работ по термоядерной программе в СССР относится ещё к 1945 году. Тогда И. В. Курчатов получил информацию об исследованиях, ведущихся в США над термоядерной проблемой. Они были начаты по инициативе Эдварда Теллерав 1942 году, по программе Alarm Clock, вместо Super - создание водородной бомбы мегатонного класса на основе дейтерида лития-6.

В 1949 году, после успешного испытания первой советской атомной бомбы, американцы форсировали программу наращивания своих стратегических ядерных сил. Разработка термоядерного оружия становилась все более приоритетной для Советского Союза. Весной 1950 года физики-ядерщики -- И. Тамм, А. Сахаров и Ю. Романов переезжают на «объект» в КБ-11, где начинают интенсивную работу над созданием водородной бомбы.

В 1948 году А. Д. Сахаровым были выдвинуты, на основе расчетов, основополагающие идеи конструкции водородной бомбы РДС-6. После этого разработка бомбы пошла по двум направлениям: «слойка» (РДС-6с), которая подразумевала атомный заряд, окруженный несколькими слоями легких и тяжелых элементов, и «труба» (РДС-6т), в которой плутониевая бомба погружалась в жидкий дейтерий. США разрабатывали похожие схемы. Например, схема «Alarm clock», которая была выдвинута Эдвардом Теллером, являлась аналогом «сахаровской» слойки, но она никогда не была реализована на практике. А вот схема «Труба», над которой так долго работали ученые, оказалась тупиковой идеей.

После испытания первой советский атомной бомбы РДС-1 основные усилия сконцентрировались на варианте «Слойка». Государственная комиссия под председательством И. В. Курчатова, проведя анализ результатов генеральной репетиции и доложив свои соображения правительству, приняла решение провести испытания первой водородной бомбы 12 августа 1953 года в 7 часов 30 минут местного времени.

Операцию по сборке заряда проводили Н. Л. Духов, Д. А. Фишман, Н. А. Терлецкий под руководством Ю. Б. Харитона и в присутствии И. В. Курчатова. Подготовка системы автоматики осуществлялась В. И. Жучихиным и Г. А. Цырковым. В работах принимали участие А. Д. Захаренков и Е. А. Негин. Снаряжение заряда капсюлями-детонаторами после подъёма его на башню осуществлялось А. Д. Захаренковым и Г. П. Ломинским под руководством К. И. Щёлкина и в присутствии А. П. Завенягина.

На Семипалатинском полигоне тем временем шла интенсивная подготовка опытного участка, на котором располагались различные постройки, регистрирующая аппаратура, военная техника и другие объекты. В общем было подготовлено:

1300 измерительных, регистрирующих и киносъёмочных приборов;

1700 различных индикаторов;

16 самолётов;

7 танков;

17 орудий и миномётов.

В общей сложности на поле имелось 190 различных сооружений. В этом испытании впервые были применены вакуумные заборники радиохимических проб, автоматически открывавшиеся под действием ударной волны. Всего к испытаниям РДС-6с было подготовлено 500 различных измерительных, регистрирующих и киносъёмочных приборов, установленных в подземных казематах и прочных наземных сооружениях. Авиационно-техническое обеспечение испытаний -- измерение давления ударной волны на самолёт, находящийся в воздухе в момент взрыва изделия, забор проб воздуха из радиоактивного облака, аэрофотосъёмка района и др. -- осуществлялось специальной лётной частью. Подрыв бомбы осуществлялся дистанционно, подачей сигнала с пульта, который находился в бункере.

Было решено произвести взрыв на стальной башне высотой 40 м, заряд был расположен на высоте 30 м. Радиоактивный грунт от прошлых испытаний был удалён на безопасное расстояние, специальные сооружения были отстроены на своих же местах на старых фундаментах, в 5 м от башни был сооружён бункер для установки разработанной в ИХФ АН СССР аппаратуры, регистрирующей термоядерные процессы.

Сигнал на подрыв был подан в 7.30 утра 12 августа 1953 года. Горизонт озарила ярчайшая вспышка, которая слепила глаза даже через темные очки. Мощность взрыва составила 400 кт, что в 20 раз превысило энерговыделение первой атомной бомбы. Советский физик Ю. Харитон, проанализировав испытание, заявил, что на долю синтеза приходится около 15-20 %, остальная энергия выделилась за счет расщепления U-238 быстрыми нейтронами. В бомбе РДС-6с впервые было использовано «сухое» термоядерное горючее, что являлось серьёзным технологическим прорывом.

По результатам испытаний в радиусе 4 км, кирпичные здания были полностью разрушены, на расстоянии 1 км, ж/д мост со 100 тонными пролётами, был отброшен на 200 м.

Уровень радиации в облаке на высоте 3000 м после 20 мин. 5,4 Р/ч, на высоте 4000-5000 м после 1 часа 04 мин 9 Р/ч, на высоте 8000 м после 33 мин 360 Р/ч, на высоте 10000 м после 45 мин 144 Р/ч., длина полосы загрязнения с дозой свыше 1 Р после 30 мин составляла 400 км, ширина 40-60 км, на следующий день полоса длиной 480 км, шириной 60 км имела 0.01 Р/ч. Радиоактивное облако через 3 часа после взрыва, размерами 100 на 200 км, разделилось на 3 части, первая двигалась в направлении к оз. Байкал, здесь доза радиации не превышала 0,5 Р, средняя часть пошла в направлении Омска, максимальная доза составляла не более 0,2 Р, самая нижняя часть облака пошла по малому кругу вокруг Алтайского края в направлении Омска, Караганды и т. д. Максимальная доза в данном случае не превышала 0,01 Р.

Испытание РДС-6с показало, что СССР впервые в мире создал компактное (бомба помещалась в бомбардировщик Ту-16) термоядерное изделие огромной разрушительной мощности. К тому времени США «имели в наличии» испытание термоядерного устройства размером с трехэтажный дом. Советский Союз заявил, что тоже обладает термоядерным оружием, но в отличие от Соединенных Штатов, их бомба полностью готова и может быть доставлена стратегическим бомбардировщиком на территорию противника. Американские эксперты оспаривали это заявление, основываясь на том, что советская бомба не являлась «правильной», так как сконструирована не по схеме радиационной имплозии (схема «Теллера-Улама»). Однако до 1954 года в арсенале у США не имелось транспортабельных термоядерных бомб.

После успешного испытания многие конструкторы, исследователи и производственники были награждены орденами и медалями. Главный идеолог первой водородной бомбы, А. Д. Сахаров, сразу стал академиком АН СССР. Ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда и лауреата Сталинской премии. Звание Героя Социалистического Труда во второй раз было присвоено Ю. Б. Харитону, К. И. Щёлкину, Я. Б. Зельдовичу и Н. Л. Духову. Звание Героя Социалистического Труда также было присвоено М.В. Келдышу, который осуществлял математическое обеспечение работ по созданию водородной бомбы.

Схема "Слойка" однако не имела перспектив масштабирования мощности взрыва свыше мегатонны. Испытания Иви Майк в США в ноябре 1952 года доказали, что мощность водородного взрыва, прозведенного по определенной схеме, может превысить несколько мегатон. 1 марта 1954 года во время испытаний Кастл Браво США произвели взрыв бомбы, собранной по двухступенчатой схеме Теллера-Улама, и получили мощность взрыва в 15 мегатон. СССР удалость разгадать секрет схемы к 1954 году и провести испытания мегатонной бомбы РДС-37,созданной по схеме Теллера-Улама, 22 ноября 1955 года на Семипалатинском испытательном полигоне. Как и в РДС-6с в качестве термоядерного горючего использовался дейтерид лития-6.

РДС-37 -- первая советская двухступенчатая термоядерная бомба. Испытана 22 ноября 1955 года на Семипалатинском полигоне сбросом с бомбардировщика Ту-16. Номинальная мощность бомбы была приблизительно 3 Мт, но во время испытания снижена примерно вдвое, до 1,6 Мт. Взрыв подтвердил возможность преодоления 1 Мт отметки, для этого использовалось рентгеновское излучение от реакции деления для сжатия дейтерида лития перед синтезом («лучевая имплозия»). Главные отличия в разработанной РДС-37 - это использование ядра из урана-238 и заряда из стабильного твердого вещества, дейтерида лития-6.

Расчёты по созданию двухступенчатой конструкции водородной бомбы начались в 1952--1953 годах, однако окончательное осознание и формулировка основных положений нового принципа произошли в СССР только в 1954 году. С этого момента началась интенсивная расчётно-теоретическая проработка физической схемы новой водородной бомбы и исследование характеристик протекающих в ней физических процессов. Но эта работа весь 1954 год проводилась параллельно с попытками создания форсированного варианта водородной бомбы «образца» 1953 года большей мощности (РДС-6с).

Предполагалось, что перенос энергии ядерного взрыва первичного источника в двухстадийном заряде должен осуществляться потоком продуктов взрыва и создаваемой ими ударной волной, распространяющейся в гетерогенной структуре заряда. В 1954 году этот подход был проанализирован Я. Б. Зельдовичем и А. Д. Сахаровым. При этом за основу вторичного модуля было решено взять аналог внутренней части заряда РДС-6с. Таким образом, было сформулировано конкретное представление о двухстадийном заряде на принципе гидродинамической имплозии. Следует отметить, что это была исключительно сложная система с точки зрения обоснования её работоспособности при реальных вычислительных возможностях того времени. Основной была проблема, каким образом в подобном заряде обеспечить близкое к сферически-симметричному режиму сжатие вторичного модуля.

24 декабря 1954 года состоялся научно-технический совет КБ-11 под председательством И. В. Курчатова. В работе совета приняли участие министр среднего машиностроения В. А. Малышев, руководство КБ-11, научные работники и конструкторы-разработчики атомных зарядов. На заседании обсуждалась проблема создания водородной бомбы большой мощности на новом принципе (схема радиационной имплозии). В итоге, было принято решение о начале работ над новой водородной бомбой, которая получила название «РДС-37».

По результатам проведённого совещания 31 мая 1955 года Завенягиным было утверждено: «Одобрить представленную КБ-11 схему экспериментального устройства РДС-37». В разработке столь сложной системы была особенно велика роль математических расчётов. Эти расчёты проводились в основном в Отделении прикладной математики Математического института АН СССР под общим руководством М. В. Келдыша и А. Н. Тихонова. Многие расчёты проводились на электронной машине «Стрела».

В специальном постановлении Совет Министров СССР выбрал для испытания полигон № 2. Приказами от 12 и 13 октября 1955 года были перечислены основные задачи касающиеся испытания бомбы-изделия РДС-37:

прицельное бомбометание бомбы РДС-37 с самолёта;

контроль работы автоматики бомбы на траектории бомбометания;

охрану самолёта-носителя истребителями МиГ-17;

забор проб продуктов взрыва на самолётах Ил-28, наблюдение за движением облака;

управление полётами и оборудованием командных пунктов.

Общее руководство авиационным обеспечением испытаний было возложено на генерал-майора В. А. Чернореза. В качестве самолёта-носителя был определён самолёт Ту-16. Для обеспечения безопасности экипажа были проведены специальные мероприятия по защите самолета-носителя от поражающих факторов ядерного взрыва. С нижней части поверхности фюзеляжа, оперения и крыльев был смыт лак. Все имеющие тёмный цвет поверхности были покрыты специальной белой краской. Была также произведена замена ряда уплотнений. С целью увеличения дистанции от места взрыва до самолёта-носителя и уменьшения светового импульса до допустимого уровня руководством было принято решение оборудовать бомбу парашютом типа ПГ-4083, разработанным для бомбы РДС-6с НИИ парашютно-десантного снаряжения. Заказ на парашюты был выдан 17 октября 1955 года, а 28 октября 1955 года они были доставлены на полигон.

Бомба была подготовлена сотрудниками КБ-11 и передана для подвески к самолёту в 6 часов 45 минут 20 ноября 1955 года. Взлёт был произведён экипажем Ф. П. Головашко в 9 часов 30 минут с аэродрома Жана-Семей.

Самолёт набрал заданную высоту 12000 метров, но к моменту выполнения холостого захода на цель, вопреки прогнозам метеослужбы полигона и специалистов от главного метеоролога страны Е. К. Фёдорова, погода испортилась, и полигон закрыло облачностью.

По запросу экипажа самолёту-носителю был разрешён холостой заход на цель с использованием радиолокационной установки самолёта. При выполнении холостого захода экипаж доложил об отказе радиолокационного прицела и отсутствии возможности выполнять задание по прицельному сбрасыванию изделия.

Впервые в практике ядерных испытаний встал вопрос о вынужденной посадке самолёта с термоядерной экспериментальной бомбой громадной мощности взрыва. На запросы экипажа о его действиях с Центрального командного пункта следовал ответ: «Ждите». В связи со сложившейся ситуацией на ЦКП было утрачено спокойствие, последовала серия советов, вопросов и предложений. Возникло предложение сбросить бомбу в горах вдали от населенных пунктов на «не взрыв» -- без задействования автоматики инициирования ядерного взрыва. Этот вариант был исключен по многим причинам. Учитывая результаты отработки изделия РДС-6с совместно с самолётом-носителем, рассматривалась возможность и допустимость посадки самолёта-носителя с изделием. Запаса горючего на самолёте оставалось всё меньше и меньше, требовалось незамедлительно принимать решение.

Самолёту с бомбой было дано разрешение на посадку только после того, как Я. Б. Зельдович и А. Д. Сахаров дали письменное заключение о безопасности посадки самолета с зарядом, а специалисты ВВС проанализировали все сценарии аварийной ситуации при посадке самолета. Лётчики снизились до высоты круга 400 метров, прошли над полосой и со второго захода совершили посадку. Выпустили шасси, начали снижение. Самолёт выровняли в начале взлетно-посадочной полосы и очень плавно приземлились, коснулись бетонной полосы одновременно обеими стойками шасси. Посадка была такая гладкая, хорошая, что просто невозможно было определить, сел самолёт или ещё в полёте. Командир экипажа майор Ф. П. Головашко вложил всё своё умение в технику пилотирования, чтобы так хорошо посадить самолёт.

Посадка была произведена на аэродром Жана-Семей в 12 часов 00 минут. Общая продолжительность полёта составила 2 часа 30 минут. Бомба была снята с самолета и передана сборочной бригаде КБ-11 для проверки и повторной подготовки к испытаниям. Самолёт готовился к очередному полёту. После разбора случившегося было принято решение лётные испытания изделия РДС-37 провести через день -- 22 ноября 1955 года.

Испытание бомбы было проведено 22 ноября 1955 года. В 6 часов 55 минут бомба была подвешена к самолёту. Самолёт вылетел в 8 часов 34 минуты. Изделие РДС-37 предусматривалось сбрасывать с высоты 12 км с холостыми заходами на цель. Сброс бомбы был произведен в 9 часов 47 минут с высоты 12 тысяч метров и скорости полёта 870 км/ч с использованием радиолокационных средств самолёта-носителя. Парашютная система успешно сработала, бомба взорвалась на высоте 1550 метров, самолет к этому времени находился на безопасном расстоянии (15 км).

Тепловое воздействие от взрыва на открытые участки тела членами экипажа, особенно в кабине штурмана, ощущалось значительно сильнее, чем в самую жаркую солнечную погоду. К моменту прихода ударной волны управление полётом осуществлялось вручную. Ударная волна воздействовала на самолёт через 224 секунды после сбрасывания изделия. Из-за облачности в районе испытаний не удалось полностью пронаблюдать развитие облака взрыва, которое представляло собой исключительно грандиозную картину даже в сравнении с облаком такого мощного взрыва, как взрыв бомбы РДС-6с в 1953 году. Из всего облака взрыва длительное время была видна его нижняя часть -- пылевой столб и клубы пыли. Приблизительно через 5-7 минут после взрыва высота радиоактивного облака достигла 13-14 километров. Диаметр «гриба» облака к этому моменту составлял 25-30 километров.

Наблюдатели, находившиеся в 35 километрах от эпицентра, в специальных очках, лёжа на поверхности грунта, в момент вспышки ощутили сильный приток тепла, а при подходе ударной волны -- двукратный сильный и резкий звук, напоминающий грозовой разряд. На заседании комиссии по определению мощности взрыва бомбы-устройства РДС-37 было установлено, что энерговыделение взрыва составило 1,6 Мт. Это испытание имело историческое значение, так как впервые в мире была испытана сбросом водородная бомба мощностью свыше 1 Мт.

Через 3 часа после взрыва на расстояниях от 95 до 272 км от эпицентра максимальная доза после распада РВ составила от 0,13 до 0,23 рентген. Уровень радиации через 30 мин и 1 час 30 мин после взрыва был исследован самолётами на высоте 50 м и составлял на дальности 25 км (через 1 час после взрыва) -- 0.02 Р/ч.

РДС-202. В 1952 году в США дополнительно к Лос-Аламосской ядерной лаборатории в Калифорнии была создана Ливерморская ядерная лаборатория. С 30.10.52 г. по 04.05.54 года этими лабораториями было проведено четыре сверхмощных термоядерных взрыва с энерговыделением от 10,5 до 15 Мт ТТэ. В середине 50-х годов на вооружение были поставлены сверхмощные термоядерные бомбы Mk-17 и Mk-24, диаметром 153 см, длиной 742 см, весом 18,8-19,05 т, с энерговыделением 10-15 Мт ТТЭ. В ответ на это необходимой стала организация разработки сверхмощных термоядерных зарядов в СССР.

Считают, что первый такой заряд, испытанный 30.10.61 года (изделие 602), с энерговыделением 50 Мт ТТЭ был разработан в РФЯЦ-ВНИИЭФ. Но, на самом деле, первый в СССР и в мире термоядерный заряд с эерговыделением более 50 Мт ТТЭ (РДС-202) был разработан, изготовлен и подготовлен к испытаниям в НИИ-1011 (впоследствии, РФЯЦ-ВНИИТФ им. Е.И.Забабахина) еще в 1956 году.

Работы над зарядом в молодом институте (НИИ-1011 был организован в 1955 году) начались с января 1956 года. Основным принципом конструирования был принцип РДС-37 (радиационного обжатия). Диаметр РДС-202 составлял 2,1 м, длина 8 м, вес 26 т, специальной парашютной системой, конструктивно согласованной со специально переоборудованным самолетом носителем ТУ-95-202.

Большой объем расчетно-теоретических и проектно-конструкторских работ потребовал привлечения к ним всех физиков-теоретиков и конструкторов НКО-6 и других отделов. Работы производились под руководством и при непосредственном участии Е.И.Забабахина, Ю.А.Романова, руководителей конструкторских отделов В.Ф.Гречишникова, П.А.Есина и В.Д.Кирюшкина. Общее наблюдение и руководство осуществлялось К.И.Щелкиным. Поскольку НИИ-1011 еще не имел своей производственной базы, изготовление изделия 202 велось на заводе № 1 КБ-11. Сборка модуля РДС-202 была проведена точно по графику 09.08.56 года. Приемка изделия осуществлялась комиссией из специалистов КБ-11, НИИ-1011, Министерства среднего машиностроения и Министерства обороны СССР. Акт приемки утвержден министром МСМ А.П.Завенягиным 20.08.56 года.