И тут в пробах атмосферного воздуха самолеты-лаборатории обнаружили следы деления плутония. Стало понятно, что у русских тоже появилась бомба и атомной монополии США пришел конец. Можно было заключить мирный договор и прекратить гонку вооружений. Но американцы предпочли считать, что появилась дополнительная угроза их безопасности. 31 января 1950 года Трумэн объявил, что Америка будет разрабатывать все виды атомного оружия, включая водородную бомбу. Вызов был брошен.
Советские физики об этом направлении американских ядерных разработок узнали ещё в 1946 году. В основе идеи водородной бомбы лежало предположение о самопроизвольной цепной термоядерной реакции в жидком дейтерии, сжатом с усилием в несколько сот тысяч атмосфер. Расчеты математиков под руководством Я. Зельдовича показали, что давление нужно как минимум на два порядка большее. Уменьшить его можно было смешав дейтерий с ещё более тяжелым изотопом водорода - тритием. Но производство трития стоило колоссальных затрат. Тем не менее, "отец" американской аводородной бомбы Эдвард Теллер пошел именно этим путем. Для получения трития были построены новые ядерные реакторы.
В СССР молодые ученые Андрей Сахаров и Виталий Гинзбург, ученики академика Тамма, выдвинули альтернативную идею - соединить в одном устройстве плутониевый заряд и дейтерий. Атомный взрыв плутония и одновременная термоядерная реакция дейтерия, совместившись, давали искомый водородный взрыв. Но его мощность имела пределы, нарастить её свыше определенного лимита оказалось невозможно. Теоретически водородная бомба должна быть мощней атомной в тысячу раз. Модель Сахарова-Гинзбурга давала увеличение в 20-40 раз. Зато она получалась достаточно компактной. Развивая свою идею, молодые ученые пришли к идее послойного заряда из плутония и дейтерия. Эта конструкция получила в научном обиходе название "слоеный пирог". При этом Гинзбург предложил вместо дейтерия использовать в тысячу раз более дешевый изотоп литий-6.
В ноябре 1952 года на одном из тихоокеанских атоллов было взорвано термоядерное устройство Теллера - трехэтажный монстр весом 60 тонн. Измерения показали, что энергия взрыва в 1000 раз превысила мощность бомбы, сброшенной на Хиросиму и достигла 10 мегатонн. Наши специалисты сразу строили бомбы, годные к боевому применению. Сходную с американской они испытали в 1955 году, но она помещалась в корпусе бомбы и была сброшена с самолета. Вот тогда и стало окончательно ясно, что взрыв одной единственной бомбы способен смести огромный промышленный район. И лучше в таком случае иметь другой про запас.
Резервный атомный центр решено было развернуть на Урале. Во-первых, самая середина России, далеко от границ, а, во-вторых, рядом находятся крупнейшие предприятия атомной промышленности. Значит, есть научная и производственная база, квалифицированные специалисты, специализированные строительные управления и инфраструктура. Но ученые-физики и конструктора понимали, что гораздо важней может оказаться фактор конкуренции. Соревнование двух научных центров могло ускорить создание новых образцов ядерного оружия, породить новые идеи.
Место для нового центра подобрал его первый директор Дмитрий Ефимович Васильев. Начинался НИИ-1011 с так называемой "21-й площадки" в 15 километрах от Челябинска-70. Здесь, в месте выхода радоновых источников, раньше располагался небольшой санаторий местного значения. После войны его помещения отдали под биостанцию. Когда знаменитого генетика Тимофеева-Ресовского вытащили из ГУЛАГа, поскольку он оказался единственным радиобиологом на территории Советского Союза, он был привезен сюда, и возглавил исследования. Выезжать куда-либо ему строго запретили, и "Зубр" безвылазно провел здесь не один год, поливая, как он выражался, грядки стронцием. Исследовал влияние радиации на живые организмы. Знающие люди утверждают, что журналы наблюдений, записи, черновики и прочая документация этой биостанции до сих пор лежит в единственном сохранившемся с тех времен сарае. Остальные корпуса давно снесены, а на их месте выстроены современные здания.
Сначала народу было немного. Собрали математиков, физиков-теоретиков и экспериментаторов. Занимались расчетами. А воплощать свои расчеты ездили в Арзамас-16. Там находился "филиал" НИИ-1011 - конструктора и газодинамики. Там же уральские разработки превращались в "изделия".
Научным руководителем и главным конструктором был назначен Кирилл Иванович Щелкин. Имя этого выдающегося ученого и организатора долго скрывалось под покровом секретности и в результате чуть не было забыто. А ведь это один из трех "китов", на которых держалась программа создания атомного оружия в Советском Союзе. Игоря Курчатова и Юлия Харитона знают сейчас очень широко, а вот их друга, единомышленника и соратника Кирилла Щелкина почти никто. А ведь их всех троих за одни и те же достижения одними и теми же указами награждали Золотыми Звездами Героев Социалистического Труда - после взрыва первого советского атомного устройства в 1949, после первой авиабомбы, принятой на вооружение в 1951, и, наконец, когда через два года после этого испытали водородную бомбу.
Кирилл Иванович Щелкин родился в Грузии, в Тбилиси. Перед войной закончил пединститут в Симферополе. Но стать учителем ему не привелось. Пришлось заниматься оборонными исследованиями в Институте химической физики Академии Наук СССР, директором которого был Н. Н. Семенов. Тот самый, что первым описал цепную химическую реакцию. У него Щелкин занимался физикой горения и взрыва. Молодой ученый, занимаясь классической теорией детонации, пришел к выводу, что многие её положения ошибочны и требуют пересмотра. Эти смелые утверждения пришлось подтверждать не только расчетами и формулами, но и многочисленными экспериментами. Вскоре К. И. Щелкин стал признанным авторитетом в области физики взрыва и науки о взрывчатых веществах. Именно поэтому он был назначен заместителем главного конструктора и научного руководителя "Приволжской конторы" (КБ-11) Юлия Харитона. На этой должности он занимался экспериментальной отработкой взрывных систем и устройств автоматики ядерного оружия. К. И. Щелкин своими руками вставил первый детонатор в атомную бомбу 29 августа 1949 года и последним покинул испытательную площадку перед взрывом. Исследуя процессы детонации взрывчатых веществ, он открыл своеобразные явления, которые получили название "детонации Щелкина".
Получив назначение в Челябинск-70, став главным конструктором резервного исследовательско-конструкторского центра с "резервным" номером НИИ-1011, К. Н. Щелкин постарался превратить его в институт широкого профиля, не замыкаться на военной тематике. Пять первых, самых трудных лет становления, он руководил центром, собирал людей и задавал направление работы. Он покинул должность из-за болезни. А вместе с ней покинул и любимое дело. Уехав в Москву, оказался не у дел. Поразительно, как Советское государство разбрасывалось людьми. Выдающегося ученого, трижды Героя, попросту списали, отрешив от большой науки, опутав при этом секретностью, связав ею по рукам и ногам. Он продолжал заниматься физикой на "домашнем" уровне, написал книгу "Физика микромира", но настоящей большой работы ему не хватало. Потом не выдержало сердце... А научные идеи К. И. Щелкина до сих пор продолжают развивать его ученики и последователи.
Творческий настрой в Уральском ядерном центре, заданный Кириллом Щелкиным, поддержал и развил Евгений Иванович Забабахин. На Урал он попал в сентябре 1941 года, поступив в Военно-инженерную академию имени Н. Жуковского, которая разворачивалась тогда на новом месте - в Свердловске. Перед этим командир инженерного взвода Забабахин строил укрепления на Смоленском направлении, а до армии успел закончить техникум и поработать на шарико-подшипниковом заводе.
Конечно, он рвался на фронт, но командование, направляя его на учебу, наверное, понимало, что из молодого офицера должен получиться классный специалист. И Евгений Забабахин не просто старательно учился, а с головой погружался в науку. В 1944 году он с отличием закончил факультет авиационного вооружения. Занимаясь поражающим действием авиабомб, написал диссертацию о сходящихся детонационных волнах. Диссертация капитана Забабахина попала на отзыв в Институт химической физики, где вызвала большой интерес у Якова Зельдовича. Но ещё больше - у работников режимного отдела. "Где вы храните свои рукописи?" - спросили они. "Дома, в комоде," ответил Евгений Иванович, приведя режимников в транс. После соответствующих нахлобучек и объяснений молодого кандидата физико-математических наук откомандировали вместе с рукописями в Арзамас, где имелась надежная охрана. Скоро Е. Забабахин стал "главным газодинамиком объекта". Его роль в решении "проблемы №1" очень велика.
Он прибыл на "объект" в Арзамасе-16 в 1948 году и почти сразу включился в процесс конструирования первой бомбы. Сталин требовал как можно скорей испытать собственное ядерное оружие, поэтому Курчатов распорядился делать копию американской бомбы, опираясь на документы, добытые советской разведкой. Естественно, документы были достаточно общего характера, и всю конструкцию все равно приходилось обсчитывать и прорабатывать заново. И уже в процессе проектирования стали видны недостатки американской конструкции. Но сроки были жесткие, оставили как есть. Но параллельно вырабатывались новые принципы конструкции ядерных зарядов.
