К строительству комплекса для разделения изотопов приступили с начала 1946 года. Газодиффузионную установку построили на среднем Урале около города Невьянск примерно в 30 километрах от Свердловска. Вскоре недалеко оттуда, на Северной Туре, предполагалось возвести комплекс для электромагнитного разделения. Эти комплексы получили названия Свердловск-44 и Свердловск-45 соответственно[184]. Научными руководителями этих комплексов назначили Кикоина и Арцимовича, а над методами разделения работала группа исследователей под руководством немецких ученых, в том числе Арденне.
9 апреля 1946 года советскую ядерную программу немного реорганизовали. Стало ясно, что работы с фугасными взрывчатыми веществами, необходимыми для имплозии, небезопасно вести в лаборатории поблизости от Москвы. Курчатов предложил сделать оружейную лабораторию в более отдаленном месте — то есть создать советский аналог Лос-Аламоса.
Берия согласился. Отдел №6 лаборатории №2, выделенный в самостоятельное учреждение, стал называться «Конструкторское бюро-11» (КБ-11). Перед ним поставили задачу разработать и собрать опытные образцы атомного оружия. Во главе КБ-И Берия поставил генерала Павла Зернова, заместителя народного комиссара танковой промышленности. Главным конструктором и научным главой организации стал Юлий Харитон. Как Гровс и Оппенгеймер искали, где расположить «Зону Y» в 1942 году, так и Харитон с Зерновым пытались найти место для новой оружейной лаборатории. Вот как Харитон описал эту находку:
Наконец после долгих поисков 2 апреля 1946 года Павел Михайлович Зернов и я прибыли в маленький город Саров, где когда-то проповедовал Святой Серафим. Здесь был небольшой завод, на котором во время войны производились боеприпасы, в том числе снаряды для «Катюш». Вокруг были непроходимые леса. Здесь было много места и мало людей, поэтому здесь мы могли осуществлять нужные нам взрывы.
Саров находится примерно в 400 километрах от Москвы, на границе между бывшей Горьковской областью[185]и Мордовской АССР[186]. В то время здесь жило несколько тысяч человек. В центре города сохранились развалины православного монастыря, закрытого в 1927 году. Первые ядерные лаборатории заложили в монашеских кельях. Комплекс называли по-разному: КБ-11, База-112, Объект 550, Комплекс № 558, «Приволжская контора», «Кремлев», «Москва, Центр, 300», Арзамас-75 и др. Однако наиболее закрепилось название «Арзамас-16» — по городу Арзамас, расположенному примерно в 65 километрах от Сарова. Между собой ученые называли закрытый город «Лос-Арзамас».
Перед лабораторией поставили очень сжатые сроки. Техзадание — резюме технических требований для РДС-1, советского варианта бомбы «Толстяк», и РДС-2, бомбы, в которой использовался уран-235 и пушечный метод, — нужно было подготовить к 1 июля 1946 года. Сокращение РДС придумал Махнев. Оно означало «Реактивный двигатель Сталина». Модели РДС-1 и РДС-2 должны были быть готовы к 1 июля 1947 года. Испытание РДС-1 наметили на 1 января 1948 года, РДС-2 — на 1 июля 1948 года.
Харитон и его группа разработали масштабную модель имплозивной бомбы РДС-1 — конструкцию из вложенных друг в друга металлических кожухов примерно 35 сантиметров в диаметре — и послали Берии и Сталину на рассмотрение. Вскоре после этого, 25 июля, Харитон предоставил тех-задание.
Воля советского человека
Ускорились работы над первым советским опытным ядерным реактором «Физический-1» (Ф-1). Реактор собрали в лаборатории № 2 на окраине Москвы в специальном здании, в котором имелась шахта глубиной около 3,5 метров. В приложении к докладу Смита была опубликована подробная конструкция первого чикагского реактора, но размеры Ф-1, как потом оказалось, были очень близки к параметрам экспериментального реактора Хэнфорд-305. Возможно, это объясняется тем, что детали конструкции могли быть получены разведчиками, работавшими в Хэнфорде или в «Метлабе» в Чикаго, где разрабатывалась эта модель.
Подготовка к сборке Ф-2, реактора для промышленного производства плутония, уже началась в Челябинске-40, примерно в 16 километрах от Кыштыма и в 80 километрах северо-западнее Челябинска. До Октябрьской революции в Кыштыме работал будущий американский президент Герберт Гувер — он участвовал в добыче и выплавке меди.
С августа по октябрь работы над реактором контролировал Курчатов. Как и физики из «Метлаба», он конструировал небольшие докритические сборки, в которых тестировалась степень размножения нейтронов, а также делал измерения, необходимые для прогнозирования того, сколько урана и графита потребуется, чтобы достичь критической точки. Собирать Ф-1 начали 15 ноября, слой за слоем. По оценке Курчатова, реактор должен был достичь критической точки, имея 76 слоев. В работу пустили весь уран до последнего грамма.
184
Все секретные атомные комплексы в СССР получали кодовые обозначения: первой частью было название близлежащего города, второй — две последние цифры почтового индекса.