[ezup]

РДС-1 / С-1 / изделие 501


Первая отечественная атомная бомба. Атомная бомба РДС-1 разработана КБ №11 Лаборатории измерительных приборов №2 АН СССР (с 1950 г. КБ передано в структуру Первого Главного Управления при Совмине СССР) в соответствии с научно-техническими требованиями научного руководителя работ по созданию атомного оружия академика Курчатова (Лаборатория измерительных приборов №2 АН СССР, создана в феврале 1943 г.) и главного конструктора КБ-11 Ю.Б.Харитона. 20 августа 1945 г. при Государственном Комитете Обороны СССР создан специальный комитет по созданию отечественного атомного оружия, председатель комитета - Л.П.Берия. 30 августа 1945 г. для практической реализации задачи создания атомного оружия при Совете Народных коммисаров СССР создано Первое Главное Управление, руководитель - Б.Л.Ванников. 10 декабря 1945 г. состоялось первое заседание научно-технического совета ПГУ. 9 апреля 1946 г. по Постановлению Совмина СССР №805-327сс/оп "Вопросы Лаборатории №2" создано КБ-11, главный конструктор - Ю.Б.Харитон.

При создании первой отечественной атомной бомбы широко использовались данные разведки. Разработка систем бомбы велась отечественными учеными, но получение разведданных о подобных работах в США позволило значительно ускорить разработку, хотя и привело к преемственности технических решений.

Академик Ю.Б.Харитон в музее РФЯЦ-ВНИИЭ у корпуса бомбы РДС-1. Музей ядерного оружия РФЯЦ-ВННИЭФ, 2001 г. (http://rusarchives.ru/school).


Первая отечественная атомная бомба РДС-1 в Музее ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИЭФ (фото - Владимир Харкевич, http://www.panoramio.com).

Для нужд создания опытной бомбы КБ-11 передавался завод №550 Минсельхозмаша СССР. Весной 1946 г. начали работу лаборатории КБ-11:
- Лаборатория №1 - руководитель М.Я.Васильев (из НИИ-6), исследования и отработка фокусирующих систем натурных размеров;
- Лаборатория №2 - руководитель А.Ф.Беляев (Институт химической физики), исследования детонации взрывчатых веществ;
- Лаборатория №3 - руководитель В.А.Цукерман, разработкой методов сверхскоростной рентгенографии быстропротекающих процессов взрыва и обжатия металлического сердечника в шаровом заряде, а также разработкой способов измерения скорости движения массы продуктов взрыва;
- Лаборатория №4 - руководитель Л.В.Альтшулер (Институт машиноведения АН СССР), определение состояния вещества при сверхвысоких давлениях (под воздействием ударной волны сферического заряда), исследование центральной части заряда;
- Лаборатория №5 - руководитель К.И.Щелкин (первый заместитель главного конструктора), исследования ядерного заряда в натурных испытаниях и создание специальной аппаратуры, которая была необходима для регистрации происходящих при этом процессов;
- Лаборатория №6 - руководитель Е.К.Завойский (из Казанского университета), измерения сжатия центральной части;
- Лаборатория №7 - руководитель А.Я.Апин (Институт химической физики), разработка нейтронного запала;
- Лаборатория №8 - руководитель Н.В.Агеев (Институт общей и органической химии), исследования проблем урана и плутония, технологические аспекты изучения их свойств и характеристик в целях применения этих материалов в конструкции атомной бомбы;
- Лаборатория №9 (образована в январе 1948 г.) - руководитель Г.Н.Флеров, измерения критических масс, изучение характеристик взаимодействия быстрых нейтронов с ядрами тяжелых элементов и деления ядер, создание уникальной аппаратуры для проведения опытов;
- Лаборатория №10 (образована в 1948 г.) - руководитель А.П.Протопопов, нейтронно-физические измерения;
- конструкторские подразделения - формировались под руководством В.А.Турбинера. В середине 1948 г. в ходе реорганизации конструкторских подразделений было создано два сектора:
- - научно-конструкторский сектор 1 - руководитель Н.Л.Духов.
- - научно-конструкторский сектор 2 - руководитель В.И.Алферов.
В 1950 г. сектора объединены в один сектор под руководством Н.Л.Духова, который решал следующие задачи:
– разработка баллистического корпуса бомбы;
– разработка самого заряда;
– разработка системы автоматики;
– создание системы электрического инициирования заряда;
– разработка контрольно-стендовой аппаратуры для системы автоматики, радиоконтрольной аппаратуры и т.п.
Так же в феврале 1948 г. в КБ-11 создан теоретический отдел №50, руководитель - Я.Б.Зельдович.

21 июня 1946 г. Постановлением Совмина СССР №1286-525сс «О плане развертывания работ Конструкторского бюро № 11 при Лаборатории № 2 АН СССР» оговаривались задачи и сроки их выполнения:
"1. Обязать Конструкторское бюро № 11 (тт. Харитона, Зернова):
а) создать под научным руководством Лаборатории № 2 АН СССР (акад. Курчатова) "Реактивный двигатель С" (сокращенно "РДС") в двух вариантах - с применением тяжелого топлива (вариант С-1) и с применением легкого топлива (вариант С-2);
б) отработанные и изготовленные первые "РДС" в вариантах С-1 и С-2 по 1 экземпляру каждого варианта предъявить на государственные испытания в стационарных условиях: по варианту С-1 - к 1 января 1948 г., по варианту С-2 - к 1 июня 1948 г.;
в) отработанные и изготовленные первые "РДС" в авиационном исполнении в вариантах С-1 и С-2, по 1 экземпляру каждого варианта, предъявить на государственные летные испытания: по варианту С-1 - к 1 марта 1948 г., по варианту С-2 - к 1 января 1949 г.
2. Для обеспечения указанных в п.1 заданий обязать Конструкторское бюро № 11 (тт. Харитона и Зернова) выполнить следующие работы:
а) разработать тактико-технические задания на конструкции "РДС" по вариантам С-1 и С-2 к 1 июля 1946 г."

Под вариантом С-1 понималась бомба, которую мы ныне знаем как РДС-1, С-2 - РДС-2 - первый вариант бомбы с таким названием. "Тяжелое топливо" - плутоний-239, "легкое топливо" - уран-235.

К выполнению подготовительных конструкторских и исследовательских работ, связанных с осуществлением атомной бомбы (конструирование отдельных узлов бомбы), привлекаются НИИ -6, НИИ -504, КБ-47 Министерства сельхозмашиностроения, КБ-88 Министерства вооружения, КБ Кировского завода (г. Челябинск) Министерства транспортного машиностроения и Институт химической физики АН СССР.

8 февраля 1948 г. принято Постановление Совмина СССР о переносе срока испытания первой атомной бомбы на 1 год - на 1 марта 1949 г. Первый промышленный реактор «А» на Комбинате № 817 был запущен 19 июня 1948 г. и 22 июня 1948 г. реактор вышел на проектную мощность и был выведен из эксплуатации только в 1987 году. Для выделения наработанного плутония из ядерного топлива в составе комбината № 817 был построен радиохимический завод (завод «Б»). Облученные урановые блоки растворяли и химическими методами отделяли плутоний от урана. Концентрированный раствор плутония подвергался дополнительной очистке от высокоактивных продуктов деления с целью снижения его радиационной активности при поступлении к металлургам. В апреле 1949 г. на заводе «В» приступили к изготовлению деталей бомбы из плутония по технологии НИИ-9. В это же время был запущен первый исследовательский реактор на тяжелой воде. Освоение производства расщепляющихся материалов шло тяжело с многочисленными авариями при устранении последствий которых имели место случаи переоблучения персонала (тогда на такие мелочи внимания не обращали). К июлю комплект деталей плутониевого заряда был готов. Для проведения физических измерений на комбинат выехала группа физиков под руководством Флерова, а для обработки результатов этих измерений, расчета значений КПД и вероятности неполного взрыва – группа теоретиков под руководством Зельдовича (источник).

В 1948 г. для освоения опытного производства в структуре КБ-11 созданы заводы №1 и №2. На этих заводах была изготовлена первая атомная бомба и освоено малосерийное производство первых серий бомб. Окончательно масса заряда плутония определена в июле 1949 г.

Подготовка прототипа заряда обычного взрывчатого вещества бомбы РДС-1 к испытаниям, полигон КБ-11, 1948 г. или 1949 г. (http://old.vniief.ru).


Испытание прототипа заряда обычного взрывчатого вещества бомбы РДС-1, полигон КБ-11, 1948 г. или 1949 г. (http://old.vniief.ru).

5 августа 1949 года заряд плутония был принят комиссией во главе с Харитоном и отправлен литерным поездом в КБ-11. К этому времени здесь были практически закончены работы по созданию взрывного устройства. В КБ-11 в г.Саров в ночь с 10 на 11 августа была проведена контрольная сборка ядерного заряда, получившего индекс 501 для атомной бомбы РДС-1. После этого устройство было демонтировано, детали осмотрены, упакованы и подготовлены к отправке на полигон. Таким образом, советская атомная бомба была сделана за 2 года 8 месяцев (в США на это ушло 2 года 7 месяцев) - (источник).

Испытания бомбы планировалось провести в 1949 г. на Полигоне №2 в 170 км западнее г.Семипалатинска. Полигон был построен и оборудован для атомных испытаний в соответствии с Постановлением Совмина СССР №2142-564сс/оп от 19 июня 1947 г. Первое испытание бомбы решено проводить с размещением её на металлической башне высотой 33 м (37.5 м - ист. РДС-1...) без баллистического корпуса и приборов, которые требуются при применении бомбы с самолета (ист. - Проект...).

Башня на которой был размещен заряд первой отечественной атомной бомбы РДС-1. Рядом - монтажный корпус. Полигон под Семипалатинском, 1949 г. (http://wsyachina.narod.ru).

Испытание первой отечественной атомной бомбы РДС-1 проведено 29 августа 1949 г. на Семипалатинском полигоне (170 км к западу от г.Семипалатинска). На месте башни с бомбой образовалась воронка диаметром 3 м и глубиной 1.5 м покрытая оплавленным стеклоподобным веществом, уровень радиации в эпицентре составлял 0,5 Зв/с, разрешалось находиться в 2 км от эпицентра не более 15 минут. В 25 м от башни находилось здание из железобетонных конструкций, с мостовым краном в зале для установки плутониевого заряда в заряд из ВВ. Сооружение частично разрушилось, сама конструкция устояла. Из 1538 подопытных животных (собак, овец, коз, свиней, кроликов, крыс) в результате взрыва погибло 345 (некоторые животные имитировали солдат в окопах). Лёгкие повреждения получили танк Т-34 и полевая артиллерия в радиусе 500-550 м от эпицентра, а на дальности до 1500 м все типы самолетов получили значительные повреждения. На расстоянии километра от эпицентра и далее через каждые 500 метров были установлены 10 легковых автомобилей «Победа», сгорели все 10 машин. На расстоянии 800 м, два жилых 3-х этажных дома, построенные в 20 м друг от друга, таким образом что первый экранировал второй, были разрушены полностью, жилые щитовые и бревенчатые дома городского типа оказались разрушенными полностью в радиусе 5 км. В основном повреждения были получены от ударной волны. Железнодорожный (1000 м) и шоссейный мосты (1500 м) были искорежены и отброшены от своего места на 20-30 м. Вагоны и автомашины, располагавшиеся на мостах, полуобгоревшие, были разбросаны по степи на расстоянии 50-80 м от места установки. Танки и пушки были перевернуты и искорежены, животных унесло (ист. РДС-1...).

Взрыв первой отечественной атомной бомбы РДС-1 на Семипалатинском полигоне, 29 августа 1949 г. (фото - Музей ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИЭФ, http://rusarchives.ru).


Карта секторов опытного поля при первом испытании бомбы РДС-1, 29.08.1949 г. (http://old.vniief.ru).


Фотофиксация результатов испытания атомного оружия 29 августа 1949 г. Приложение к докладу Л.П. Берия и И.В. Курчатова И.В. Сталину о предварительных данных, полученных при испытании атомной бомбы. Центральная башня до и после опыта (снято с дистанции 500 м). 29.08.1949 г. (http://rusarchives.ru/school).


Фотофиксация результатов испытания атомного оружия 29 августа 1949 г. Приложение к докладу Л.П. Берия и И.В. Курчатова И.В. Сталину о предварительных данных, полученных при испытании атомной бомбы. Промышленное здание с железобетонными несущими рамами и кирпичным заполнением в 1,5 кирпича (38 см) до и после опыта (дистанция – 500 м). 29.08.1949 г. (http://rusarchives.ru/school).


Фотофиксация результатов испытания атомного оружия 29 августа 1949 г. Приложение к докладу Л.П. Берия и И.В. Курчатова И.В. Сталину о предварительных данных, полученных при испытании атомной бомбы. Истребитель "Ла-9", установленный на дистанции 500 м мотором к центру, до и после опыта. 29.08.1949 г. (http://rusarchives.ru/school).


Резервный пульт управления испытательного взрыва заряда РДС-1. Металл, 180 см х 140 см х 75 см. Музей ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИЭФ. (http://rusarchives.ru/school).

После успешного первого испытания бомбы РДС-1 принято решение о серийном производстве бомб "по образцу изделия испытанной в 1949 г. конструкции... в авиационном исполнении". Постановлением Совмина СССР №5060-1943сс/оп от 29.10.1949 г. устанавливался следующий план производства бомб (всего 154 ед. включая испытанную в 1949 г. бомбу):
- 1949 г. - 2 ед (кроме 1 бомбы испытанной на полигоне)
- 1950 г. - 7 ед
- 1951 г. - 18 ед
- 1952 г. - 30 ед
- 1953 г. - 42 ед
- 1954 г. - 54 ед
18 ноября 1949 г. специальный комитет при Совмине СССР принимает протокол "О серийном производстве готовых изделий РДС-1". Согласно этому протоколу окончательная сборка изделий должна была вестись КБ-11. Основное производство велось комбинатом №817 (выпуск плутония) и заводом №48. Летом 1950 г. выпущена первая серийная бомба РДС-1 производства КБ-11.

К началу 1951 г. сборка атомных бомб производилась в КБ-11; изготовление отдельных узлов и деталей бомбы было организовано на нескольких предприятиях:
- плутониевый заряд – комбинат № 817;
- сферический заряд – завод № 80 Министерства сельскохозяйственного машиностроения;
- корпуса - завод № 48 Второго главного управления;
- автоматика – завод № 25 Министерства авиационной промышленности;
- центральная металлическая часть и нейтронные запалы – КБ-11.

Для увеличения серийного производства ядерных боеприпасов в 1949 г. начато создание завода №551 (он же завод №3 КБ-11, будущий электромеханический завод "Авангард"). Первые три серийные бомбы РДС-1 выпущены заводом №551 в декабре 1951 г.

Для проведения контрольно-летных испытаний серийной продукции по решению Правительства в 1951 г. в КБ-11 была создана военно-сборочная бригада (ВСБ). Задачей ВСБ была сборка боеприпаса на складе и окончательная подготовка его на аэродроме к боевому применению. В период пребывания на заводе № 551 сборочная бригада использовалась на изготовлении и сборке узлов изделий 501 и 501М.

В 1952-1953 г.г. все 29 произведенных бомб РДС-1 силами КБ-11 переделаны в бомбы РДС-2.


Конструкция - бомба РДС-1 выполнена в виде свободнопадающей бомбы большого диаметра и массы. Заряд атомного взрывного устройства выполнен из плутония. Предположительно конструкция бомбы РДС-1 во многом опиралась на конструкцию бомбы "Толстяк" / Fat Man (США). При этом баллистический корпус бомбы и электрооборудование были отечественной разработки.
Конструктивно атомная бомба включала в себа:
- ядерный заряд
- баллистический корпус авиабомбы большого диаметра
- взрывное устройство и оборудование систем автоматики подрыва заряда с системами предохранения

Атомная бомба "Толстяк" / Fat Man, США (http://shieldandsword.mozohin.ru).


Баллистический корпус первой отечественной атомной бомбы РДС-1, вид сбоку (http://shieldandsword.mozohin.ru).






Макет атомной бомбы РДС-1 в Политехническом музее, г.Санкт-Петербург, 03.01.2013 г. (фото - pfc-joker, http://pfc-joker.livejournal.com).


Ушко для подвески под носитель на макете атомной бомбы РДС-1 в Политехническом музее, г.Санкт-Петербург, 03.01.2013 г. (фото - pfc-joker, http://pfc-joker.livejournal.com).

ТТХ бомбы:
Длина - 3.7 м
Диаметр - 1.5 м

Масса бомбы - 4600 кг

Тротиловый эквивалент:
- не менее 10000 т (по проекту и по факту, ист. - Проект...)
- 22000 т (фактический, первый взрыв по поздним данным)
- 18500 т (серийные бомбы, ист. - Завалишин)

Тип БЧ - плутониевый (Pu-239) атомный заряд "1-200" имплозивного типа, в некоторых источниках именно заряд носит наименование "изделие 501" (а не сама бомба). Для обеспечения одновременного взрыва обжимающего заряда обычного ВВ разработан новый тип электродетонатора - капсюль-детонатор 1-042-Сб.2 (серийный выпуск начался с 1952 г. на заводе № 253 Министерства оборонной промышленности в г. Муром).
Количество точек инициирования обжимающего заряда ВВ - 32 шт
Масса плутония - 6.4-6.5 кг
Диаметр заряда плутония - ок.90 мм
Рассчетный коэффициент полезного действия заряда - ок.10% (ист. - Проект...)
Рассчетная вероятность взрыва с пониженным коэффициентом полезного действия - ок.10% (в т.ч. 5% - вероятность взрыва с эквивалентом от 3000 до 10000 т тротила и 5% вероятность взрыва с эквивалентом ниже 3000 т, но в любом случае не ниже 300 т тротила) - (ист. - Проект...).

Заряд атомной бомбы "Толстяк" / Fat Man, США (http://shieldandsword.mozohin.ru).


Атомный заряд первой отечественной атомной бомбы РДС-1 (http://shieldandsword.mozohin.ru).


Атомный заряд первой отечественной атомной бомбы РДС-1 в Музее ядерного оружия РФЯЦ-ВНИИЭФ (http://lemur59.ru).

Атомный заряд был выполнен в виде многослойной конструкции, в которой переход плутония в критическое состояние осуществлялся путем сжатия сходящейся сферической детонационной волной обычного ВВ. В центре заряда размещалось 6 кг плутония, в виде двух полых полусфер, окруженных массивной оболочкой из урана-238 (тампером). Эта оболочка служила для инерционного сдерживания раздувающегося в процессе цепной реакции ядра, чтобы как можно большая часть плутония успела прореагировать и, кроме того, служила отражателем и замедлителем нейтронов (нейтроны с низкими энергиями наиболее эффективно поглощаются ядрами плутония, вызывая их деление). Тампер был окружен оболочкой из алюминия которая обеспечивала равномерность сжатия ядерного заряда ударной волной. В полости плутониевого ядра устанавливался нейтронный инициатор (запал) – шарик диаметром порядка 2 см из бериллия, покрытый тонким слоем полония-210. При сжатии ядерного заряда бомбы ядра полония и бериллия сближаются, и испускаемые радиоактивным полонием-210 альфа-частицы выбивают из бериллия нейтроны которые инициируют цепную ядерную реакцию деления плутония-239. Одним из наиболее сложных узлов был заряд ВВ состоявший из двух слоев. Внутренний слой представлял собой два полусферических основания из сплава тротила с гексогеном, внешний собирался из отдельных элементов имевших различную скорость детонации. Внешний слой, предназначенный для формирования в основании ВВ сферической сходящейся детонационной волны, получил название фокусирующей системы. В целях безопасности установка узла содержащего делящийся материал осуществлялось непосредственно перед применением заряда. Для этого в сферическом заряде ВВ имелось сквозное коническое отверстие, которое закрывалось пробкой из ВВ, а в наружном и внутренних корпусах имелись отверстия закрывавшиеся крышками. Мощность взрыва была обусловлена расщеплением ядер примерно килограмм плутония, остальные 4 кг не успевали прореагировать и бесполезно распылялись - в дальнейшем этот недостаток был устранен в более совершенных зарядах (источник).

Инициация ядерного заряда производилась нейтронным запалом (НЗ) - источником нейтронов с использованием полония-210 и бериллия. Данные о б инициаторе такого типа содержались в т.ч. в разведывательных данных. Требовалось обновление полониевых нейтронных запалов из-за коротного периода полураспада полония - 140 суток. Начиная с 1949 г. заводом №25 велись разработки заменителя полониевых НЗ. В 1950 г. группа специалистов КБ-11 во главе с А.А.Бришом начала разработку внешнего источника нейтронов импульсного (ИНИ), который впервые бы испытан в составе атомной бомбы в 1954 г. и в дальнейшем полностью заменил полониевые НЗ. С 1961 г. использование и поставки полониевых НЗ в войска прекращены (ист. - Завалишин).

Устройство на макете атомной бомбы РДС-1 в Политехническом музее, г.Санкт-Петербург, 03.01.2013 г. (фото - pfc-joker, http://pfc-joker.livejournal.com).


Антенны радиовысотомера вызрвателя на макете атомной бомбы РДС-1 в Политехническом музее, г.Санкт-Петербург, 03.01.2013 г. (фото - pfc-joker, http://pfc-joker.livejournal.com).

Модификации:
- РДС-1 / С-1 / изделие 501 - первый вариант бомбы - плутониевая атомная бомба, имплозивная схема.

- РДС-2 / С-2 / изделие 601 - второй вариант бомбы, рабочее вещество - уран-235, "пушечная" схема.

- РДС-2 / изделие 501М (?) - еще один вариант бомбы - плутониевая атомная бомба. Подготовка и, вероятно, начало производства - 1951 г. 29.12.1951 г. принимается Постановление Совмина СССР № 5383-2343сс/оп о расширении завода №551 - одна из причин - обеспечение производства изделия 501М. В первом квартале 1953 г. для производства изделий 501М должен был начать работу отдельный завод №418 (Постановление Совмина СССР №3506-1628сс/оп от 15.09.1951 г.) с производительностью 60 ед в год.


Носители:
- Ту-4 - BULL - тяжелый бомбардировщик. Мог нести одну бомбу РДС-1. В июне 1952 г. закончено формирование и подготовка учебно-тренировочной части в составе 22 самолетов Ту-4 (включая 7 самолетов и экипажей, подготовленных в 1951 г.). Базовый аэродром – Балбасово, в 12 км южнее г. Орша.


Статус: СССР - бомбы РДС-1 производились малой серией.
- 1949 г. 29 августа - первый отечественный атомный взрыв - испытание бомбы РДС-1 на Семипалатинском полигоне.

- 1949 г. - всего произведено 2 серийных бомбы РДС-1, кроме взорванной на полигоне.

- 1950 г. 18 февраля - принят приказ начальника Первого Главного Управления при Совмине СССР Б.Л.Ванникова № 49сс-оп о проведении контрольных испытаний серийных изделий со сборкой и испытанием на полигоне ВВС двух изделий РДС-1 без основного заряда.

- 1950 г. - произведено 9 бомб РДС-1 (при плане 7 ед).

- 1951 г. январь-октябрь - произведено 18 бомб РДС (в т.ч. по одной бомбе РДС-2 и РДС-3 для испытаний).

- 1951 г. ноябрь-декабрь - 6 изделий РДС, в т.ч. 3 изделия РДС-1 производства завода №551 (декабрь 1951 г.). Всего к концу 1951 г. произведено 29 бомб РДС-1 (+1 взорванная в 1949 г.). В строевые части ВС СССР бомбы не поступали. Хранение боеприпасов осуществлялось на территории КБ-11 в г.Саров.

- 1952 г. - 19 бомб РДС-1 переделаны в бомбы РДС-2.

- 1953 г. первая половина года - 10 оставшихся бомб РДС-1 переделаны в бомбы РДС-2.



Источники:
Аркадий Адамович Бриш. М., ИздАТ, 2011 г.
Завалишин Ю. Создание промышленности ядерных боеприпасов. Саранск, "Красный Октябрь", 2007 г.
Новоселов В., Толстиков В. Атомный проект: тайны "сороковки". 2007 г. (источник).
Очень кратко про индексы первых советских атомных бомб, 2012 г. (источник).
Проект Постановления Совета Министров СССР. "О проведении испытания атомной бомбы", 18.08.1949 г. (источник).
РДС-1. Сайт http://ru.wikipedia.org, 2013 г.
Хронология ндексов первых РДС, 2013 г. (источник).