Существенным преимуществом Сарова было то, что этот поселок располагался на краю большого лесного заказника; это позволяло расширять площади для проведения работ. Кроме того, место располагалось на достаточном удалении от основных путей сообщения, что было важно с точки зрения секретности, но было и не слишком далеко от Москвы. Поселок, быстро превратившийся в небольшой производственный центр атомного проекта, стал известен как Арзамас-16 – по городу Арзамасу, расположенному в шестидесяти километрах севернее. Иногда его называли «Волжское бюро», а также, по понятным причинам, «Лос-Арзамасом».
В центре Сарова находились остатки православного монастыря, расцвет которого пришелся на XVIII и XIX века. Причисленный к лику святых Серафим Саровский, известный своим аскетизмом и милосердием, жил здесь около пятидесяти лет, вплоть до своей кончины в 1833 году. Саровский монастырь был закрыт коммунистами в 1927 году. Когда Харитон и его группа приехали туда, в поселке еще сохранилось несколько церквей со строениями, в которых находились кельи монахов. Именно в этих кельях и были оборудованы первые лаборатории. Заключенные из располагавшегося неподалеку исправительно-трудового лагеря построили новые лабораторные корпуса и жилые дома.
В отличие от них, ученым и инженерам, поселившимся в охраняемой зоне, были обеспечены привилегированные условия жизни. Они были защищены от ужасных экономических условий, в которых жила остальная разоренная войной страна. Арзамас-16, в сравнении с полуголодной Москвой, представлялся курортом. Сотрудники проекта, как вспоминал один из участников работ Лев Владимирович Альтшулер, «жили очень хорошо. <…> Ведущим сотрудникам платили очень большую по тем временам зарплату. Никакой нужды наши семьи не испытывали. И снабжение было совсем другое. Так что все материальные вопросы сразу же были сняты».
Наряду с имевшимися привилегиями работа ученых-ядерщиков проходила в обстановке строгой секретности и придирчивого контроля со стороны органов госбезопасности. Арзамас-16 был отрезан от остального мира. Зона площадью в 250 квадратных километров была окружена колючей проволокой; в первые годы было трудно получить разрешение хотя бы на время покинуть ее. Разумеется, физики могли говорить о своей работе только с теми, кто был к ней допущен, и не имели возможности публиковать какие-либо материалы о своих достижениях. Отчеты писались вручную, так как не доверяли даже машинисткам. Если всё же документы приходилось печатать, как это было, например, с техническим заданием для первой атомной бомбы, то ключевые слова вписывались в текст лично конструкторами. Вместо научных терминов в лабораторных записях использовались кодовые слова. Так, например, нейтроны назывались «нулевыми точками». При этом информация строго разграничивалась. В 1949 году, во время первого визита будущего академика Андрея Дмитриевича Сахарова в Арзамас-16, Яков Зельдович сказал ему: «Тут кругом все секретно, и чем меньше вы будете знать лишнего, тем спокойней будет для вас».
Среди занятых в проекте было множество информаторов и поощряемых доносчиков. Позднее Харитон отметил, что «везде были люди Берии». Однажды, когда Харитон приехал в Челябинск-40, он присутствовал на обеде, во время которого отмечался день рождения Курчатова. После обеда с выпивкой представитель Берии сказал Харитону: «Юлий Борисович, если бы вы только знали, сколько они донесли на вас!» И хотя он добавил: «Но я им не верю», – стало ясно, что имеется множество доносов, которые Берия мог бы пустить в дело, если бы только захотел.
Ученые вполне отдавали себе отчет в том, что ошибка будет им дорого стоить, и знали, что Берия выбрал дублеров, которые в случае неудачи займут руководящие должности. Но хотя террор и был одним из ключевых элементов стиля управления, характерного для сталинского режима, однако он не определял действия ученых. Те, кто принимал участие в работах по проекту, действительно верили, что Советский Союз нуждается в собственной бомбе для самозащиты. Они приняли брошенный советской науке вызов, на который могли ответить созданием собственной бомбы.
Виктор Борисович Адамский, работавший в теоретическом отделе Арзамаса-16 в конце 1940-х годов, вспоминал:
У всех ученых было убеждение, да оно и сейчас представляется правильным для того времени, что государству необходимо обладать атомным оружием, нельзя допускать монополии на это оружие в руках одной страны, тем более США. К сознанию выполнения важнейшего патриотического долга добавлялось чисто профессиональное удовлетворение и гордость от работы над великолепной физической и не только физической задачей. Поэтому работа шла с энтузиазмом, без учета времени, с предельной самоотдачей.
К лету 1949 года плутониевая бомба имплозивного типа РДС-1 («Изделие 501», атомный заряд «1–200») была готова к испытаниям. Ее название впервые появилось в правительственном постановлении № 2143565 сс/оп «О мерах по обеспечению развертывания работ в КБ-11» от 19 июня 1947 года, где атомная бомба была зашифрована как «реактивный двигатель С», сокращенно «РДС». Аббревиатура широко вошла в обиход после снятия грифа секретности с итогов испытания, причем расшифровывалась по-разному: «Реактивный двигатель Сталина» или «Россия делает сама».
В степях Казахстана, примерно в ста сорока километрах к северо-западу от Семипалатинска, был построен небольшой поселок на реке Иртыш. В документах он проходил как Семипалатинск-21 (ныне город Курчатов). Бомбу РДС-1 собирались испытать примерно в семидесяти километрах к югу от поселка – в месте, где был развернут 2-й Государственный центральный испытательный полигон (2 ГЦИП). Один из участников испытаний позднее писал:
Каждый день ранним утром выезжали на «газиках» в рабочие домики вблизи полигона. На всем протяжении пути – ни домов, ни деревца. Кругом каменисто-песчаная степь, покрытая ковылем и полынью. Даже птицы здесь довольно редки. Небольшая стайка черных скворцов да иногда ястреб в небе. Уже утром начинал чувствоваться зной. В середине дня и позже над дорогами стояло марево и миражи неведомых гор и озер. Дорога подходила к полигону, расположенному в долине между невысокими холмами.
На полигоне была воздвигнута башня высотой 30 метров, а рядом с ней – мастерская, в которой должна была проходить окончательная сборка бомбы.
Игорь Курчатов и его коллеги не только хотели знать, взорвется ли бомба, им нужно было еще сделать замеры результатов взрыва, определить, какой разрушительной силой она обладала. Соединенные Штаты опубликовали лишь малую часть информации об эффективности ядерного оружия, и советская разведка несколько раз запрашивала Клауса Фукса о данных, относящихся к американским взрывам. Теперь, когда советские ученые получили свою собственную бомбу, они могли самостоятельно изучить эти эффекты. Поблизости от башни были построены одноэтажные деревянные дома и четырехэтажные кирпичные здания, а также мосты, туннели, водокачки и другие сооружения. Железнодорожные поезда и вагоны, танки и артиллерийские орудия размещались на прилегающей площади. Регистрирующие приборы поместили в блиндажи около башни и на больших расстояниях от нее – на поверхности. В открытых загонах и в закрытых помещениях разместили животных, чтобы можно было исследовать первые последствия ядерного излучения.
Аветик Игнатьевич Бурназян, заместитель министра здравоохранения и руководитель службы радиационной защиты, был ответственным за изучение влияния радиации на живые организмы и за измерение уровня радиоактивности после испытания. Он подготовил два танка, которые были оборудованы дозиметрической аппаратурой и должны были направиться к эпицентру взрыва немедленно после его осуществления. Бурназян хотел убрать танковые башни и добавить свинцовые щиты, чтобы обеспечить команду лучшей защитой, но военные были против этого, поскольку искажался бы силуэт танков. Курчатов отверг протест военных, сказав, что «атомные испытания – это не выставка собак, а танки – не пудели, которых надо оценивать по их внешнему виду и позам».
Башня для атомного заряда была полностью подготовлена к августу 1949 года. В мастерской, расположенной у ее основания, установили подъемный кран. По всей длине зала были проложены рельсы. С одной стороны соорудили въезд для грузовиков, доставлявших компоненты бомбы. С другой стороны были двери, через которые тележка с РДС-1 подавалась на платформу, поднимаемую на башню. Вдоль зала располагались помещения, в которых велась работа с отдельными элементами бомбы.
Посетив полигон с инспекцией, Михаил Первухин вернулся в Москву, чтобы доложить о готовности полигона. Следуя практике испытания любого типа вооружений, была создана комиссия. Ее председателем стал Лаврентий Берия. Вместе со Завенягиным он прибыл на полигон во второй половине августа, осмотрел испытательный зал и по линии правительственной связи доложил Сталину о готовности. На следующий день Курчатов объявил, что испытание будет произведено 29 августа 1949 года, в 6 часов утра.
