Берия, Сталин и Молотов получили перевод отчета 20 апреля. Через три дня Берия приказал Курчатову, Харитону и Ванникову тщательно изучить все разведданные и представить предложения о параллельной разработке «советской бомбы „Супер“». Решение дополнить работу КБ-11 сборкой «Супер», которая получила кодовое название «РДС-6», 10 июня одобрил Специальный Государственный Комитет.
Зельдовичу теперь поручили изучить модель «Супер» (раньше он проводил независимые исследования по термоядерному синтезу). Тем временем в Физическом институте АН СССР начали параллельное исследование под руководством Игоря Тамма. Обе научные группы знали о существовании друг друга, но отчет Фукса дали только Зельдовичу. Тамм привлек к работе наиболее талантливых молодых советских физиков: Семена Беленького, Виталия Гинзбурга, Юрия Романова и Андрея Сахарова.
Тамм, так, чтобы никто не видел, обратился к Беленькому и 27-летнему Сахарову после институтского пятничного семинара. Он объяснил им, чем придется заниматься. «В ФИАНе[196] по постановлению Совета Министров и ЦК КПСС создается исследовательская группа. Он [Тамм] назначен руководителем группы, мы оба [Сахаров и Беленький] ее члены. Задача группы — теоретические и расчетные работы с целью выяснения возможности создания водородной бомбы», — писал позже Сахаров. Никто не спрашивал у него, согласен ли он работать над созданием термоядерного оружия. Сахаров чувствовал, что на самом деле выбора у него не было. Но это была возможность заниматься той областью физики, которую он считал подлинным раем для теоретика.
К дверям лаборатории приставили вооруженную охрану, молодых физиков снабдили новейшими немецкими калькуляторами, и они принялись за работу с огромным энтузиазмом, как будто «одержимые поистине боевым настроением».
Я не мог не сознавать, какими страшными, нечеловеческими делами мы занимались. Но только что окончилась война — тоже нечеловеческое дело. Я не был солдатом в той войне — но чувствовал себя солдатом этой, научно-технической. (Курчатов иногда говорил: «Мы солдаты» — и это была не только фраза.)
Сахаров оказался особенно драгоценной находкой. «Завидую Андрею Сахарову, — говорил Зельдович. — Мой мозг устроен так, что может работать как хорошо отлаженная, быстродействующая электронно-вычислительная машина. Но эта машина работает только по заранее составленной программе. Мозг же Андрея Дмитриевича сам задает себе программу».
Сахаров потратил два месяца на изучение отчетов Зельдовича и на совершенствование знаний в области газодинамики. Он предположил, что информация об оригинальной модели «Супер», которую изучала группа Зельдовича, получена через разведывательные каналы, и быстро отыскал имевшиеся в модели недоработки.
К концу лета Сахаров разработал план альтернативной модели — в своих мемуарах он называл его «Первая идея». Это была так называемая слойка, состоявшаяся из чередовавшихся слоев дейтериево-тритиевой смеси и урана-238. Суть идеи заключалась в том, что при взрыве бомбы с плутониевым ядром генерируются температура и давление, достаточные для запуска термоядерного синтеза в ядрах дейтерия и трития. Быстрые нейтроны, испускаемые при реакции синтеза, инициируют деление ядер в слое урана-238. Урановый слой служит для изоляции слоев более легких элементов и одновременно обеспечивает при синтезе сжатие термоядерного топлива, что, в свою очередь, увеличивает выход термоядерной энергии.
Ионизационное сжатие термоядерного горючего слоями урана-238 в физических кругах стали называть «сахаризацией» — получался каламбур: слово подчеркивало заслугу Сахарова и в то же время напоминало русское слово «сахар».
Советскую модель усовершенствовали в декабре 1948 года, когда Гинзбург предложил заменить дейтериево-тритиевое горючее дейтеридом лития-6. Сахаров назвал этот вариант «Вторая идея». Ее преимущество заключалось в том, что при комнатной температуре дейтерид лития не радиоактивен и находится в мелоподобном твердом состоянии. Таким образом удалось исключить проблемы, возникавшие из-за газовых смесей дейтерия и трития, которые нужно было в специальных холодильных установках превращать в жидкость.
При захвате нейтрона редкий изотоп Li6, составляющий около 7,5 % природного лития, превращался в тритий и гелий. Следовательно, при взрыве плутониевой бомбы в присутствии дейтерида лития-6 синтезировались ядра трития и дейтерия при температуре и давлении, достаточных для слияния этих легких ядер. В результате высвобождалась колоссальная энергия термоядерного взрыва.